Kapitel 5: Interfaces

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1 Liste P: Programmieren mit Java WS 2001/2002 Prof. Dr. V. Turau FH Wiesbaden Kapitel 5: Interfaces Folie 82 : Einleitung Betrachtet man die Programmierleistung für ein Produkt über einen längeren Zeitraum, so stellt man fest, das die eigentliche Entwicklungszeit meist unter 20% liegt. Der größte Zeitanteil entfällt auf Wartungs- und Änderungsarbeiten Dies sollte bei der Softwareentwicklung berücksichtigt werden: Coderedundanz vermeiden Erweiterungsmöglichkeiten einplanen Dokumentation... Folie 83 : Interfaces Bei der Zerlegung eines Problems in Teilprobleme und deren Lösung durch einzelne Klasse sind zunächst nur die öffentlichen Methoden interessant, welche eine Klasse anbieten muss Die Implementierung der Klasse muss diese Methoden dann zur Verfügung stellen Damit zu einem späteren Zeitpunkt eine Klasse durch eine andere ersetzt werden kann, muss diese die gleichen Methoden anbieten Eine Realisierungsmöglichkeit sind Unterklassen, d.h. die neue Klasse ist eine Unterklasse der alten Klasse Folie 84 : Interfaces Dies kann jedoch zu ungewollten Abhängigkeiten und Einschränkungen führen Java bietet die Möglichkeit eine Schnittstelle zu vereinbaren, dies geschieht mit Interfaces Ein Interface vereinbart eine Reihe von abstrakten Methoden Die Angabe eine Implementierung ist nicht möglich Interfaces führen wie Klassen neue Referenztypen ein, d.h. der Typ einer Variable kann ein Interface sein Solchen Variablen dürfen nur Objekte zugewiesen werden, deren Klassen das vereinbarte Interface implementieren Folie 85 : Vereinbarung von Interfaces

2 Innerhalb eines Paketes bilden die Namen von Klassen und Interfaces einen Namensraum, d.h. die Namen müssen alle verschieden sein Vereinbarung: [public] [abstract] interface Name {... Der Modifier abstract ist zwar erlaubt, hat aber keine weitere Bedeutung Der Modifier public hat die gleiche Bedeutung wie bei Klassen Vereinbarungen von Interfaces werden wie Klassenvereinbarungen in separaten Dateien mit der Endung java abgespeichert Folie 86 : Implementierung eines Interfaces Eine Klasse kann mehrere Interfaces implementieren, dazu muss sie Die Interfaces bei der Klasenvereinbarung angeben class Name implements Interface1, Interface2.. Eine Implementierung für alle Methoden der angegebenen Interfaces bereitstellen Bei der Vereinbarung zunächst die Oberklasse und dann die implementierten Interfaces angeben Der Compiler prüft, ob eine Klasse die angegebenen Interfaces implementiert Folie 87 : Interfaces (Beispiel) Um Objekte zu sortieren, muss eine Vergleichsrelation definiert sein Beispiele: Strings (alphabetisch) Zahlen (die Größe) Rechteck (die Fläache) Das Interface Comparable vereinbart eine Methode zum Vergleichen von Objekten: public interface Comparable { public abstract int compareto(object o); Folie 88 : Interfaces (Beispiel) Der Rückgabewert von compareto ist negativ, wenn das Empfängerobjekt kleiner ist 0, wenn beide Objekte gleich sind positiv, wenn das Empfängerobjekt größer ist Zahlreiche Klassen implementieren dieses Interface String Date Time Folie 89 : Interfaces (Beispiel) import java.awt.point; public class Punkt extends Point implements Comparable {

3 public Punkt(int x, int y) { super(x,y); /* Ein Punkt ist kleiner als ein anderer Punkt, wenn er links von ihm liegt */ public int compareto(object o) { if (this.x == ((Point)o).x) return 0; return (this.x < ((Point)o).x)? -1 : 1; Folie 90 : Interfaces (Beispiel) Problem: Wird der Methode keine Instanz von Punkt übergeben, so kommt es zu einer ClassCastException Lösung: public int compareto(object o) { if (o instanceof Punkt) { if (x == ((Point)o).x) return 0; return (x < ((Point)o).x)? -1 : 1; return -1; Folie 91 : Interfaces (Anwendung) Eine Klasse zum Sortieren von Objekten, welche das Interface Comparable implementieren Die Klasse soll ein Feld mit Objekten, welche das Interface Comparable implementieren, aufsteigend sortieren Vorteil: Die Sortierklasse kann zum Sortieren beliebiger Objekte verwendet werden Lösung in C: qsort(void *base, size_t n size_t size, int (*cmp)(const void *, const void *)); Lösung in C++: Templates Folie 92 : Shellsort public class ShellSort { public static void sort(comparable[] o) { for (int incr = o.length/2; incr > 0; incr /=2) for (int i = incr; i < o.length; i++) for (int j = i - incr; (j >= 0) && (o[j].compareto(o[j+incr]) > 0); j -= incr) { Comparable tmp = o[j]; o[j] = o[j+incr]; o[j+incr] = tmp;

4 Folie 93 : Anwendung public class TestSort { public static final int ANZAHL = 10, MAX = 30; public static void main(string[] a) { Punkt[] punkte = new Punkt[ANZAHL]; Random zufall = new Random(); for (int i = 0; i < punkte.length; i++) { punkte[i] = new Punkt(zufall.nextInt()%MAX, zufall.nextint()%max); System.out.print(punkte[i] + " " ); System.out.println(); ShellSort.sort(punkte); for (int i = 0; i < punkte.length; i++) System.out.print(punkte[i] + " " ); Folie 94 : Interfaces (Beispiel) import java.util.*; public class CompareVector extends Vector implements Comparable { /* Ein Vector ist kleiner als ein anderer Vector, wenn er weniger Element hat */ public int compareto(object o) { if (o instanceof Vector) return x.size() - ((Point)o).size(); else return -1; Folie 95 : Eigene Interfaces Der Quellcode eines Interfaces wird wie der einer Klasse in einer eigenen Datei abgespeichert Interface-Name gleich Dateiname + Endung java Interfaces werden wie Klasse übersetzt Der übersetzte Code wird in einer Datei mit der Endung class abgelegt Alle Members eines Interfaces sind implizit public und abstract (d.h. diese Modifier müssen nicht angegeben werden) Eine Klasse kann mehrere Interfaces implementieren Folie 96 : Statische Konstanten Interfaces können neben Methoden auch statische Konstanten vereinbaren Beispiel Interface SocketOptions

5 public interface SocketOptions { public static final int SO_TIMEOUT = 4102; public static final int SO_BINDADDR = 15;... Verwendung: System.out.println(SocketOptions.SO_TIMEOUT); Variablen in Interfaces sind implizit public, static und final (d.h. diese Modifier müssen nicht angegeben werden) Folie 97 : Das Interfaces Enumeration Das Interface java.util.enumeration vereinbart einen Iterator Methoden: public boolean hasmoreelements(); public Object nextelement(); Verwendung: Enumeration e =...; while (e.hasmoreelements()) { Object o = e.nextelement();... Achtung: Rückgabetyp von nextelement() ist Object, in der Regel ist ein Typ-Cast notwendig Folie 98 : Das Interfaces Enumeration Beispiele: public Enumeration elements(); Klasse Vector public Enumeration keys(); Klasse Hashtable public Enumeration propertynames(); Klasse Properties Anwendung in der Klasse Element in Kapitel 4: protected void printattribute(printwriter w) { Enumeration enum = attribute.propertynames(); while (enum.hasmoreelements()) { String name = (String) enum.nextelement(); w.print( + name + "= " + attribute.getproperty(name) + " "); Folie 99 : Erweiterung von Interfaces Interfaces können andere Interfaces erweitern Vereinbarung:

6 interface Name [extends Interface1 [, Interface2,..]] Bedeutung: wie bei Klassen, alle Methoden werden geerbt. Beispiel: public interface Ordnung extends Comparable { public boolean equals(object o);