Objektorientierte Softwareentwicklung

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1 Objektorientierte Softwareentwicklung Part 6 Exceptions und Collections Die Inhalte der Vorlesung wurden primär auf Basis der angegebenen Literatur (siehe Part 1) erstellt. Darüber hinaus sind Teile direkt aus der Vorlesung von Prof. Dr.-Ing. Faustmann (ebenfalls HWR Berlin) übernommen worden. Für die Bereitstellung dieses Vorlesungsmaterials möchte ich mich an dieser Stelle noch einmal recht herzlich bedanken OO A/D/P Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 1

2 Übersicht zum Inhalt Exceptions -Ausnahmebehandlung - Grundlagen & Begriffe - Behandlung von Exceptions Collections -Datenstrukturen - Traditionellen Collections (seit dem JDK 1.0) - Java Collections Framework (JCF seit dem JDK 1.2) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 2

3 Exceptions -Ausnahmebehandlung OO A/D/P Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 3

4 Grundlagen & Begriffe Die Ausnahmebehandlung ist ein Mechanismus zur strukturierten Behandlung von Fehlern während der Programmausführung. Beispiele für Laufzeitfehler: - Array-Zugriff außerhalb der definierten Grenzen - Zugriff auf eine Datei die nicht gefunden wird Exception Bezeichnung der eigentlichen Ausnahme die durch ein Programm zur Laufzeit verursacht wird Bezeichnungen im Java-Sprachgebrauch - Auslösen einer Ausnahme throwing - Reaktion auf eine Ausnahme catching Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 4

5 Grundlagen & Begriffe Grundprinzip des Exception Mechanismus in Java: 1. Ein Laufzeitfehler oder eine vom Entwickler gewollte Bedingung löst eine Ausnahme aus. 2. Die Behandlung kann im Programmteil, wo die Ausnahme aufgetreten ist erfolgen, oder weitergegeben werden. 3. Wird die Ausnahme weitergegeben, so hat der Empfänger der Ausnahme erneut die Möglichkeit diese zu behandeln, oder selbst weiter zu geben. 4. Findet keine Behandlung der Ausnahme statt, so führt eine Ausnahme zum Programmabbruch und zur Ausgabe einer Fehlermeldung Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 5

6 Behandlung von Ausnahmen Die try-catch-anweisung: Die Behandlung von Ausnahmen geschieht durch einen try-catch- Block: - try enthält Anweisungen bei deren Ausführung ein Fehler des Typs Ausnahmetyp auftreten kann. - catch Tritt ein Fehler des Typs Ausnahmetyp ein, wird die normale Programmausführung unterbrochen und mit der ersten Anweisung nach der catch-klausel fortgesetzt. Hier steht Code zum angemessenen Reagieren auf den auf den Fehler. try{ Anweisung(en); } catch(ausnahmetyp x){ } Anweisung(en); Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 6

7 Behandlung von Ausnahmen Eine spezialisierte Methode für eine gegebene Basis ist parseint(string, int radix). Diese ist gut für z.b. Hexadezimalzahlen mit der Basis parseint("0", 10) 0 - parseint("473", 10) parseint("-0", 10) 0 - parseint("-ff", 16) parseint(" ", 2) parseint(" ", 10) parseint(" ", 10) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 7

8 Behandlung von Ausnahmen Problembeispiel 1: Integer parseint(string s, int n) versucht den String s in eine Dezimalzahl zu konvertieren unter der Annahme, s stellt eine Zahl zur Basis n dar. Falls dies nicht möglich ist, wird eine NumberFormatException ausgelöst. int i, base = 0; for(base=10; base>=2; --base){ } i = Integer.parseInt( 40, base); System.out.println( 40 zur Basis +base+ = +i); Das Programm endet mit einem Fehler, sobald base den Wert 4 erreicht: Exception in thread main java.lang.numberformatexception: 40 at java.lang.integer.parseint(compiled Code) at Test.main(Compiled Code) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 8

9 Behandlung von Ausnahmen Problembeispiel 1: 40 zur Basis 10 = zur Basis 9 = zur Basis 8 = zur Basis 7 = zur Basis 6 = zur Basis 5 = 20 Exception in thread "main" java.lang.numberformatexception: For input string: "40" at java.lang.numberformatexception.forinputstring(unknown Source) at java.lang.integer.parseint(unknown Source) at TestExc.main(TestExc.java:12) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 9

10 Behandlung von Ausnahmen Lösung mit Ausnahmebehandlung 1: Der fehlerverursachende Programmteil wird in eine try-anweisung eingeschlossen: int i, base = 0; try{ for(base=10; base>=2; --base){ i = Integer.parseInt( 40, base); System.out.println( 40 zur Basis +base+ = +i); }}catch(numberformatexception e){ System.out.println( 40 ist keine Zahl zur Basis +base); } Das Programm gibt nun unter der Kontrolle des Entwicklers eine Fehlermeldung aus Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 10

11 Behandlung von Ausnahmen Lösung mit Ausnahmebehandlung 2: public class TestExc { } public static void main(string[] args) { // TODO Auto-generated method stub int i, base = 0; try{ for(base=10; base>=2; --base){ i = Integer.parseInt("40", base); System.out.println("40 zur Basis "+base+" = "+i); } }catch(numberformatexception e){ System.out.println("40 ist keine Zahl zur Basis "+base); } } Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 11

12 Behandlung von Ausnahmen Lösung mit Ausnahmebehandlung 3: Zwar ist 40 immer noch keine Zahl zur Basis 4, aber das Programm fängt den Fehler ab und gibt eine entsprechende Fehlermeldung heraus. 40 zur Basis 10 = zur Basis 9 = zur Basis 8 = zur Basis 7 = zur Basis 6 = zur Basis 5 = ist keine Zahl zur Basis Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 12

13 Behandlung von Ausnahmen Verwenden von Fehlerobjekten: Neben der Ausnahme wird auch ein konkretes Fehlerobjekt im catch-block gefangen. Fehlerobjekte sind Instanzen der Klasse Throwable oder einer ihrer Unterklassen. Sie enthaltenen Informationen über die Art des aufgetretenen Fehlers.... }catch(numberformatexception e){ System.out.println(e); // Aufruf von tostring() System.out.println(e.getMessage()); // expliziter Fehlertext e.printstacktrace(); // Auszug aus dem Laufzeit-Stack } printstacktrace wird durch das Java-Laufzeitsystem aufgerufen bevor das Programm beendet wird, sofern dieser von keiner Methode behandelt wurde Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 13

14 Behandlung von Ausnahmen Fortfahren im Programm: Das Auftreten eines Fehlers und die Behandlung dieser Ausnahme muss nicht notwendigerweise zu Ende des Programms führen. Die weitere Ausführung des Programms findet dann nach dem letzten catch- Block statt. try{ Anweisung(en); } catch(ausnahmetyp x){ Anweisung(en); } Anweisung(en); Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 14

15 Behandlung von Ausnahmen Umgang mit mehreren Fehlertypen: Innerhalb eines try-blocks können auch verschiedene Ausnahmen auftreten. Das Programm kann darauf reagieren, indem es mehr als eine catch-klausel verwendet. Eine catch-anweisung fängt die Fehlerobjekte ab, die zu dem angegebenen Fehlertyp zuweisungskompatibel sind. Dazu zählen Fehler der angegebenen Klasse und all ihrer Unterklassen. Beispiel: catch(exception e){...} fängt Fehler vom allgemeinen Typ Exception, aber auch Fehler von spezialisierten Typen wie NumberFormatEXception Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 15

16 Behandlung von Ausnahmen Abschließende Arbeiten in der Behandlung: Soll als Abschluss eines try-blocks, unabhängig davon, ob eine Ausnahme aufgetreten ist oder nicht, Programmcode ausgeführt werden, kann das in einer finally-klausel geschehen: try{ Anweisung(en); } catch(ausnahmetyp x){ Anweisung(en); } finally{ Anweisung(en); } Die finally-klausel kann dazu dienen, Aufräumarbeiten durchzuführen, wie z.b. Dateien schließen und sonstige Ressourcen freigeben Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 16

17 Behandlung von Ausnahmen Weitergabe von Exceptions: Eine Ausnahme, die in einem Programmstück auftaucht, muss entweder behandelt oder weitergegeben werden (Catch-or-Throw- Regel). Die Behandlung einer Ausnahme erfolgt durch den entsprechenden catch-ereignishandler des try-blocks. Die Weitergabe einer Ausnahme, ohne sie zu behandeln, kann durch ein fehlendes try-catch-konstrukt erfolgen. Dazu ist im Methodenkopf eine throws-klausel zu ergänzen, die den Fehlertyp kennzeichnet: public boolean isprim(int n) throws ArithmeticException { } Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 17

18 Behandlung von Ausnahmen Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 18

19 Behandlung von Ausnahmen Ausnahmen erzeugen und werfen: Beispiel public boolean isprim(int n) throws ArithmeticException{ if (n <= 0) { throw new ArithmeticException("isPrim: Param. <= 0"); } if (n == 1) { return false; } for (int i = 2; i <= n/2; ++i) { if (n % i == 0) { return false; } } return true; } Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 19

20 Übung 6-1 Beschreiben Sie den Programmablauf, je nachdem welche Fehlersituation eintritt (kein Fehler, Exception1, Exception2, Exception3, Exception4)! Die Methode a1() kann die Exceptions 1, 2, und 3 werfen, Methode a2() zusätzlich die Exception 4. public void f() throws Exception3, Exception4 { try{ a1(); }catch(exception1 e){ a2(); }catch(exception2 e){ a3(); }finally{ a4(); } a5(); } Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 20

21 Übung 6 1 Implementierungsansatz Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 21

22 Behandlung von Ausnahmen Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 22

23 Behandlung von Ausnahmen Eigene Fehlerklassen verwenden: Gegebenenfalls treten Fehler auf, die von den Standardfehlerklassen nicht adäquat beschrieben werden. Dafür können eigene Ausnahmeklassen von z.b. Exception abgeleitet werden: class FileFormatException extends IOException{ public FileFormatEXception(){} public FileFormatEXception(String s){ super(s); } } Nun kann auch ein eigenes Ausnahmeobjekt geworfen werden: throw new FileFormatException(); Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 23

24 Übung 6-2 Erstellen Sie eine Klasse Bruch, die einen Zähler und einen Nenner verwaltet. Legen Sie Konstruktoren für einen (Übergabe von Zähler, Nenner = 1) und zwei Parameter (Zähler und Nenner) an. Programmieren Sie außerdem eine Methoden Bruch div(bruch, Bruch), mit der zwei Brüche geteilt werden können. Erweitern Sie die von Ihnen erstellte Klasse Bruch um eine Ausnahmebehandlung: Bei der Division durch 0 wird eine Exception ausgelöst. Betroffen von dieser Maßnahme sind einer der beiden Konstruktoren und die div-methode. Definieren Sie dazu eine eigene Fehlerklasse DivisionByZero, die Sie von der Fehlerklasse ArithmeticException ableiten. Testen Sie die Ausnahmebehandlung, indem Sie Fehler provozieren! Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 24

25 Behandlung von Ausnahmen Tips zur Verwendung von Ausnahmen: Ausnahmen werden manchmal häufiger als notwendig eingesetzt. Dabei steht der Aufwand, einen Fehler zu analysieren dem einfachen Weiterleiten einer Ausnahme entgegen. Die Behandlung einer Ausnahme nimmt jedoch fast immer Zeit in Anspruch. So kann bei übermäßigem Gebrauch von Ausnahmen und Behandlungscode der eigentliche Programmcode drastisch gebremst werden Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 25

26 Behandlung von Ausnahmen Ausnahmen ersetzen keinen Test: Ausnahmebehandlung ist nicht dazu gedacht, einfache Tests zu ersetzen. Beispiel: Ob ein Stack leer ist, kann direkt abgefragt werden. Dazu wird keine Ausnahme benötigt, die zunächst gefangen werden muss! if (!s.empty()){ } s.pop(); // schnelle Prüfung try{ s.pop(); } catch(emptystackexception e){} // Ausnahme fangen // dauert laenger Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 26

27 Übung 6-3 Prüfen Sie die Geschwindigkeit der Ausnahmebehandlung in einem Experiment: Importieren Sie java.util.*. Legen Sie einen Stack an (Stack s = new Stack()) und vergleichen Sie die Zeit, die jeweils benötigt wird, um eine Million mal auf einem leeren Stack zu lesen (s.pop()). Vergleichen Sie den expliziten Test (s.empty()) mit dem Fangen der Ausnahme EmptyStackException, die s.pop() liefert, falls s leer ist. Die Zeit können Sie mit new Date().getTime() auslesen. Zwischen zwei Programmanweisungen können Sie einfach die Differenz dieser Werte bilden, um die vergangenen Millisekunden zu ermitteln Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 27

28 Collections -Datenstrukturen OO A/D/P Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 28

29 Collections -Einführung Collections sind Datenstrukturen, die eine Menge von Daten aufnehmen und verarbeiten können. Sie kapseln den Zugriff auf abgelegte Daten mit Hilfe von Methoden. Typische Collections sind Stacks, Queues, Listen und Bäume. In Java existieren seit dem JDK 1.0 die traditionellen Collections Vector, Stack, Dictionary, HashTable und BitSet. Seit dem JDK 1.2 wird das Java Collections Framework (JCF) angeboten. Es enthält die Schnittstellen List, Set und Map mit diversen Implementierungen. Die klassischen Collections sind nicht typsicher, da nur Referenzen auf den allgemeinen Typ Object gespeichert werden! Ab Java 5 (JDK 1.5) stehen auch typsichere Collection-Klassen zur Verfügung Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 29

30 Collections Klasse Vector Ein Vector ist eine lineare Liste, die Elemente beliebigen Typs enthalten kann und deren Länge zur Laufzeit beliebig veränderbar ist. Anlegen eines Vectors: public Vector() Konstruktor public final boolean isempty()prüfung, ob Liste leer ist public final int size() Anzahl der Elemente in der Liste Einfügen von Elementen: Einfügen am Ende public void addelement(object obj) Einfügen an beliebiger Stelle public void insertelementat(object obj, int index) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 30

31 Collections Klasse Vector Zugriff auf Elemente eines Vectors: Liefert erstes Element public Object firstelement() Liefert letztes Element public Object lastelement() Liefert Element an Position index public Object elementat(int index) Sequentieller Zugriff auf Elemente des Vectors mittels Iterator - Iterator für traditionelle Collection-Klassen durch Interface Enumeration - Methoden des Interfaces Enumeration : hasmoreelements prüfen auf weitere Elemente nextelement setzen des Zeigers auf das nächste Element - Methode elements innerhalb der Klasse Vector liefert Enumerator Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 31

32 Collections Klasse Vector Folgendes Beispiel zeigt die Verwendung eines Iterators, der wie eine Laufvariable eingesetzt werden kann: Vector v = new Vector(); v.addelement( Eins ); v.addelement( Zwei ); Iterator it = v.iterator(); // Definition des Iterators if(it.hasnext()){ } // Prüfung, ob weitere Elemente // vorhanden sind System.out.println((String)it.next()); // Naechstes Element ausgeben Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 32

33 Übung 6-4 Erweitern Sie das im Rahmen der Übung 2-2 erstellte Programm um die Abspeicherung der Artikelobjekte innerhalb eines Vectors. Experimentieren Sie mit den unterschiedlichen Methoden zum Ablegen eines Objektes im Vector: - addelement(object obj); - insertelementat(obj obj, int index); Legen Sie 5 Artikel-Objekte im Vector ab und lesen Sie diese mittels der folgenden Methoden wieder aus: - firstelement(); - lastelement(); - elementat(int index); Verwenden Sie einen Iterator zum sequentiellen Auslesen aller Elemente des Vectors Enumeration en = v.elements(); Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 33

34 Collections Klasse Stack Der Stack realisiert das LIFO-Prinzip (last-in-first-out). Er ist von Vector abgeleitet und besitzt somit die gleichen Methoden! public Stack() public Object push(object obj) public Object pop() public Object peek() public boolean empty() public int search(object o) Konstruktor Anfügen eines neuen Elements Liefert oberstes Element und entfernt es Liefert oberstes Element Prüfung, ob Stack leer ist Distanz zwischen gefundenem und oberstem Stack-Element Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 34

35 Collections Klasse Hashtable Konkretisierung der abstrakten Klasse Dictionary - Abbildung von Schlüsseln auf Werte - Ermittelung der Schlüssel auf Basis der Hash-Funktion - Über den Schlüssel kann später der Wert wieder aufgefunden werden Konkrete Merkmale von Hashtable - Kapazität Anzahl der insgesamt ablegbaren Elemente - Ladefaktor Anzeige bei welchen Füllgrad die Hash-Tabelle vergrößert werden muss (erfolgt automatisch) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 35

36 Collections Klasse Hashtable Anlegen einer Instanz der Klasse Hashtable Hashtable t = new Hashtable(); Einfügen des Schlüssel-Wert-Paares. Liefert null, falls Schlüssel bisher nicht vorhanden ist. Ansonsten wird der Wert ausgetauscht und der alte Wert zurückgeliefert. public Object put(object key, Object value) Liefert den zum Schlüssel passenden Wert. Null, falls der Schlüssel nicht vorhanden ist. public Object get(object key) Weitere Methoden: Public boolean contains(object value) Public boolean containskey(object key) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 36

37 Collections Klasse Hashtable Verwendung von Iteratoren zur Auflistung von Schlüsseln und Werten public Enumeration elements() public Enumeration keys() Beispiel der Verwendung eines Iterators: Hashtable myhash = new Hashtable(); myhash.put( Schmietendorf, schmiete@fhw-berlin.de ) myhash.put( Maier, maier@fhw-berlin.de ) // Ausgabe Enumeration en = myhash.keys(); while (en.hasmoreelements()){ } String alias = (String)en.nextElement(); System.out.println(alias + + myhash.get(alias)); Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 37

38 Übung 6-5 Verändern Sie Ihre Implementierung aus der Übung 6 4 so, dass die Artikel nicht mehr in einem Vektor, sondern in einer HashTable verwaltet werden. Wählen Sie als Schlüssel die Artikelnummer. Aufgaben: - Legen Sie wiederum 5 Artikel innerhalb der Hashtabelle ab - Greifen Sie direkt über den Schlüssel auf einzelne Elemente zu - Prüfen Sie ob ein spezieller Artikel in der Hash-Tabelle vorhanden ist - Iterieren Sie durch die Hash-Tabelle mit Hilfe des keys-iterators Bedarf an Wrapper-Klassen: Long l1 = new Long(myArtikelA.getNr()); Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 38

39 Kritik am Collection-Konzept des JDK in der Version 1.0 Geringe Vielseitigkeit gegenüber anderen OO-Programmiersprachen Relativ schlechte Performance - Die meisten Methoden sind synchronized (setzen von Sperren) - Benötigtes Typecasting je Zugriff auf Elemente des Typs Object Schwächen der Implementierung - Keine Sortier- und Suchfunktionen - Methodennamen des Enumeration-Interfaces - Implementierung der Klasse Stack, abgeleitet von Vector (zu mächtig) Überarbeitetes Collection-Konzept im Rahmen des JDK Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 39

40 Collections Java Collections Framework (JCF) Vorteile des Java Collections Framework: Wenige Interfaces für Sammlungsabstraktionen Je 2 Implementierungen sind bereits vorhanden Weitere spezifische Collections können selbst erstellt werden. Variantenbildung (z.b. nicht änderbar ) durch optionale Verpackung Nachteil (auch hier): Alle Sammlungen arbeiten per polymorphen Zugriff auf konkreten Objekten. Demnach sind sie nicht typsicher und können prinzipiell auch verschiedene Typen zu einem Zeitpunkt verwalten. Das JCF ist im Paket java.util enthalten Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 40

41 Collections Java Collections Framework (JCF) Schnittstellen des JCF: Eine List ist eine beliebig große Liste von Elementen beliebigen Typs, der Zugriff kann wahlfrei oder sequentiell erfolgen. Ein Set ist eine Sammlung von Elementen ohne Duplikate auf die mit typischen Mengenoperationen zugegriffen werden kann. Ein Map ist eine Sammlung von Schlüssel-Wert-Paaren ohne Schlüsselduplikate. SortedSet/SortedMap Immer sortierte Sammlungen <<interface>> Set <<interface>> SortedSet <<interface>> Collection <<interface>> List <<interface>> Map <<interface>> SortedMap Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 41

42 Collections Java Collections Framework (JCF) ACHTUNG: Aus Performancegründen sind die Collections des JCF durchgängig unsynchronisiert. Wird von mehr als einen Thread auf eine Collection zugegriffen, so sind die Zugriffe durch den Programmierer entsprechend zu synchronisieren. ggf. Quelle von Programmfehlern und Dateninkonsistenzen Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 42

43 Collections Java Collections Framework (JCF) Schnittstellen des Basisinterfaces Collection: int size() boolean isempty() boolean contains(object o) Iterator iterator() Object[] toarray() Object[] toarray(object[] a) boolean add(object o) boolean remove(object o) boolean containsall(collection c) boolean addall(collection c) // Einfügen aller Elemente boolean removeall(collection c) // Löschen aller enthaltenen boolean retainall(collection c) // Löschen außer enthaltene void clear() // Löschen aller Elemente boolean equals(object o) int hashcode() Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 43

44 Collections Java Collections Framework (JCF) Implementierungen Technik: Hash- Table Resizable Array Balanced Tree Verkettete Liste Set HashSet TreeSet Interfaces List ArrayList LinkedList Map HashMap TreeMap Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 44

45 Collections Java Collections Framework (JCF) Das List-Interface spezifiziert eine Sammlung mit Reihenfolge und Positionsbegriff (ähnlich einem Array): interface List extends Collection{ Object get(int index); Object set(int index, Object obj); // Zugriff wie bei // einem Array void add(int index, Object obj); // verschiebt Rest +1 Object remove(int index); // verschiebt Rest -1 ListIterator listiterator(); // Vor-/Rücklauf } Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 45

46 Collections Java Collections Framework (JCF) Zum Durchlaufen einer Collection wird das Interface Iterator eingesetzt: boolean hasnext() Object next() void remove() // löscht das zuletzt geholte Element Für eine List gibt es zusätzlich das Interface ListIterator, mit dem auch ein Rückwärtslaufen in der Liste möglich ist: boolean hasprevious() Object previous() int nextindex() int previousindex() void add(object o) void set(object o) // naechster bzw. vorheriger Index // des Iterators // Einfügen vor dem naechsten Element // Ersetzt Element next bzw. previous Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 46

47 Collections Java Collections Framework (JCF) Durchlaufen einer Collection (ArrayList): import java.util.*; public class TestList{ public static void main(string[] args) { ArrayList list = new ArrayList(); //Füllen der Liste for (int i = 1; i <= 20; ++i){ list.add("" + i); } Iterator it = list.iterator(); while (it.hasnext()) { String s = (String) it.next(); if (s.startswith("1")) { it.remove(); } } // Löschen von Elementen // über Iterator it = list.iterator(); // Ausgeben der while (it.hasnext()) { //verbleibenden Elemente System.out.println((String) it.next()); } } } Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 47

48 Übung 6-6 Verwenden Sie im Rahmen des Programms auf der letzten Folie das Interface ListIterator - Ausgabe der verbleibenden Elemente in umgekehrter Reihenfolge - Fügen Sie mittels void add (Object o) Elemente in die Liste ein - Ersetzen Sie mittels void set (Object o) Elemente der Liste - Welchen Wert liefert previousindex() beim Aufruf am Anfang des Iterators? - Welchen Wert liefert nextindex() wenn es am Ende des Iterators aufgerufen wird? Wie ist folgende Methode zu programmieren? static void tauschen(java.util.list l, int index1, int index2) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 48

49 Collections Java Collections Framework (JCF) In der Klasse java.util.collections gibt es folgende statische Methoden: auf der Collection List: sort(list l) shuffle(list l) reverse(list l) binarysearch(list l, Object obj) Sortieren (MergeSort) Reihenfolge der Elemente durcheinander bringen Reihenfolge der Elemente umdrehen Suchen in sortierter Liste mit Aufwand O(log n) auf Collection: min(collection c) max(collection c) Kleinster Wert der Sammlung Größter Wert der Sammlung Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 49

50 Collections Java Collections Framework (JCF) Beispiel: Anwendung binäre Suche (max. Aufwand log(n)): public class Comp { public static void main(string[] args) { //Konstruieren des Sets ArrayList s = new ArrayList(); s.add("kiwi"); s.add("zitrone"); s.add("ananas"); s.add("kirsche"); s.add("banane"); //Sortierte Ausgabe Collections.sort(s); System.out.println(Collections.binarySearch(s,"Zitrone")); Iterator it = s.iterator(); while (it.hasnext()) { System.out.println((String)it.next()); }} Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 50

51 Collections Java Collections Framework (JCF) In der Collections-Klasse kann für eine Liste auch eine erweiterte sort-methode aufgerufen werden: static void sort(list list, Comparator c) Diese Möglichkeit, eine Liste zu sortieren, benutzt ein Objekt des Typs Comparator. Comparator ist ein Interface, das lediglich eine einzige Methode compare definiert: public int compare(object o1, Object o2) Werden nun verschiedene von Comparator abgeleitete Klassen angelegt, können auch verschiedene Sortierkriterien realisiert werden Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 51

52 Collections Java Collections Framework (JCF) Beispiel: Anwendung Comparator-Objekt: public class TestComparator { public static void main(string[] args) { //Konstruieren des Sets List s = new List(); s.add("kiwi"); s.add("zitrone"); s.add("ananas"); //Rückwärts sortierte Ausgabe Collections.sort(s, new ReverseStringComparator()); Iterator it = s.iterator(); while (it.hasnext()) { System.out.println((String)it.next()); } } } class ReverseStringComparator implements Comparator { public int compare(object o1, Object o2) { return ((String)o2).compareTo((String)o1); } } Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 52

53 Übung 6-7 Experimentieren Sie mit den statischen Methoden der Klasse java.util.collections. - Sortieren - Mischen der Elemente - Suche nach Elementen - Suche nach dem kleinsten und größten Wert Erweitern Sie Ihre Artikelverwaltung um die Möglichkeit, die Artikel nach verschiedenen Kriterien zu sortieren. Geben Sie die Artikel (in Abhängigkeit einer Nutzerauswahl) jeweils sortiert nach Bezeichnung, Artikelnummer und Preis aus! Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 53