2.8 Klassen. Nichtgleichartige Elemente können in Klassen zu einem neuen Typ zusammengefasst werden. Beispiel: Die drei Komponenten

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1 2.8 Klassen Frage: Arrays fassen gleichartige Elemente (d.h. Elemente von gleichem Typ) zusammen. Wie kann man nichtgleichartige Elemente zu einem neuen Typ zusammenfassen? Nichtgleichartige Elemente können in Klassen zu einem neuen Typ zusammengefasst werden. Beispiel: Die drei Komponenten day; /* 0,,31 */ month; /* "Jan",, "Dez" */ year; /* ,, */ können zu einer Klasse zusammengefasst werden: class Date { short day; String month; int year; Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 135

2 Deklaration von Klassen Klassendeklarationen beginnen mit dem Schlüsselwort class gefolgt von dem Klassennamen. Danach folgt eine durch { geklammerte Folge von Variablendeklarationen. Die Variablen einer Klasse nennt man Felder oder Attribute. Klassen werden immer auf der äußersten Ebene einer Datei deklariert. Dabei müssen der Dateiname und der Klassenname übereinstimmen. Klassen können auch Methoden zur Datenmanipulation enthalten (später!) class Date { /* Klassendeklaration der Klasse Date im File Date.java */ short day; /* Date enthält eine Tageszahl */ String month; /* Date enthält einen Monatsstring */ int year; /* Date enthält eine Jahreszahl */ Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 136

3 Erzeugen von Objekten Klassen können wie andere Datentypen auch verwendet werden, um Variablen (Objekte) zu deklarieren: class Date { /* Deklaration einer Klasse */ Date x; /* Deklaration eines Objektes */ Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 137

4 Erzeugen von Objekten Klassen können wie andere Datentypen auch verwendet werden, um Variablen (Objekte) zu deklarieren: class Date { /* Deklaration einer Klasse */ Date x; /* Deklaration eines Objektes */ Objekte einer Klasse werden wie Array-Objekte durch den Befehl new erzeugt: Date x; /* Deklaration eines Objektes */ x = new Date(); /* Erzeugen eines Objektes */ Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 137

5 Verwendung von Klassen Auf die Attribute des Objektes x kann jetzt zugegriffen werden, indem man den Variablennamen, dann einen Punkt ".", und dann den Attributnamen angibt: Date x = new Date(); x.day = 1; x.month = new String("Dez"); x.year = 2009; Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 138

6 Verwendung von Klassen Auf die Attribute des Objektes x kann jetzt zugegriffen werden, indem man den Variablennamen, dann einen Punkt ".", und dann den Attributnamen angibt: Date x; x.day = 1; x.month = new String("Dez"); x.year = 2009; Freigabe von Objekten Die Freigabe von Objekten geschieht wie bei Arrayobjekten automatisch (garbage collection) Programmierer brauch sich um die Freigabe des Speicherplatzes eines nicht mehr referenzierten Objektes nicht mehr kümmern. Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 138

7 Variablen einer Klasse sind Zeiger auf ein Objekt der Klasse Wie bei den Arrayobjekten sind die Variablen einer Klasse nur Zeiger auf einen Speicherbereich. Initial zeigen diese Variablen auf null (null ist ein Schlüsselwort und hat die Bedeutung nirgendwohin ). Erst durch das new-kommando wird der Speicherbereich für ein Objekt der Klasse reserviert, das Objekt also erzeugt. Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 139

8 Variablen einer Klasse sind Zeiger auf ein Objekt der Klasse Wie bei den Arrayobjekten sind die Variablen einer Klasse nur Zeiger auf einen Speicherbereich. Initial zeigen diese Variablen auf null (null ist ein Schlüsselwort und hat die Bedeutung nirgendwohin ). Erst durch das new-kommando wird der Speicherbereich für ein Objekt der Klasse reserviert, das Objekt also erzeugt. class Date { /* Datumsklasse */ short day; String month; int year; Speicher Die Klasse Date ist definiert. Es ist noch kein Speicherplatz reserviert. Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 139

9 Variablen einer Klasse sind Zeiger auf ein Objekt der Klasse Wie bei den Arrayobjekten sind die Variablen einer Klasse nur Zeiger auf einen Speicherbereich. Initial zeigen diese Variablen auf null (null ist ein Schlüsselwort und hat die Bedeutung nirgendwohin ). Erst durch das new-kommando wird der Speicherbereich für ein Objekt der Klasse reserviert, das Objekt also erzeugt. class Date { /* Datumsklasse */ short day; String month; int year; Date x; Speicher x Die Variable x ist deklariert und hat initial den Wert null, d.h. sie zeigt nirgendwohin. Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 139

10 Variablen einer Klasse sind Zeiger auf ein Objekt der Klasse Wie bei den Arrayobjekten sind die Variablen einer Klasse nur Zeiger auf einen Speicherbereich. Initial zeigen diese Variablen auf null (null ist ein Schlüsselwort und hat die Bedeutung nirgendwohin ). Erst durch das new-kommando wird der Speicherbereich für ein Objekt der Klasse reserviert, das Objekt also erzeugt. class Date { /* Datumsklasse */ short day; String month; int year; Date x = new Date(); Speicher x 0 null 0 day month year Das Objekt x ist deklariert und erzeugt. Tag und Jahr sind mit 0 intialisiert. month ist ein Arraytyp und hat den Wert null. Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 139

11 Variablen einer Klasse sind Zeiger auf ein Objekt der Klasse Wie bei den Arrayobjekten sind die Variablen einer Klasse nur Zeiger auf einen Speicherbereich. Initial zeigen diese Variablen auf null (null ist ein Schlüsselwort und hat die Bedeutung nirgendwohin ). Erst durch das new-kommando wird der Speicherbereich für ein Objekt der Klasse reserviert, das Objekt also erzeugt. class Date { /* Datumsklasse */ short day; String month; int year; Date x = new Date(); x.day = 1; x.year = 2009; Speicher x 1 month 2009 day year Das Objekt x ist deklariert und erzeugt. Tag und Jahr sind initialisiert. Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 139

12 Variablen einer Klasse sind Zeiger auf ein Objekt der Klasse Wie bei den Arrayobjekten sind die Variablen einer Klasse nur Zeiger auf einen Speicherbereich. Initial zeigen diese Variablen auf null (null ist ein Schlüsselwort und hat die Bedeutung nirgendwohin ). Erst durch das new-kommando wird der Speicherbereich für ein Objekt der Klasse reserviert, das Objekt also erzeugt. class Date { /* Datumsklasse */ short day; String month; int year; Date x = new Date(); x.day = 1; x.year = 2009; x.month = new String("Dez"); Speicher x 1 month 2009 day Dez year Das Objekt x ist deklariert, erzeugt und initialisiert mit dem Datum Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 139

13 Zuweisung von Objektvariablen Objektvariablen gleichen Typs können aufeinander zugewiesen werden: Date x,y; x = new Date(); x.day = 1; x.year = 2009; x.month = new String("Dez"); y = x; Nach y = x; zeigt y auf den Speicherbereich, auf den auch x zeigt. Speicher x y 1 month 2009 day Dez year Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 140

14 Zuweisung von Objektvariablen Objektvariablen gleichen Typs können aufeinander zugewiesen werden: Date x,y; x = new Date(); x.day = 1; x.year = 2009; x.month = new String("Dez"); y = x; y.day = 22; y.year = 2010; y.month = new String("Feb"); Nach y = x; zeigt y auf den Speicherbereich, auf den auch x zeigt. Achtung: Nach y = x; verändern Änderungen der Attribute von y die Attribute von x. Speicher x y 22 month 2010 Feb day Dez year Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 140

15 Zuweisungskompatibilität Zuweisungen zwischen Objektvariablen sind nur erlaubt, wenn die Variablen denselben Typ haben, d.h. in Java: Die Typen müssen denselben Namen haben. Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 141

16 Zuweisungskompatibilität Zuweisungen zwischen Objektvariablen sind nur erlaubt, wenn die Variablen denselben Typ haben, d.h. in Java: Die Typen müssen denselben Namen haben. class K1 { int n; int m; K1 x,y; y = x; /* OK */ Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 141

17 Zuweisungskompatibilität Zuweisungen zwischen Objektvariablen sind nur erlaubt, wenn die Variablen denselben Typ haben, d.h. in Java: Die Typen müssen denselben Namen haben. class K1 { int n; int m; K1 x,y; y = x; /* OK */ class K1 { class K2 { int n; int m; K1 x; K2 y; y = x; /* NICHT OK, Fehler! */ Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 141

18 Zuweisungskompatibilität Zuweisungen zwischen Objektvariablen sind nur erlaubt, wenn die Variablen denselben Typ haben, d.h. in Java: Die Typen müssen denselben Namen haben. class K1 { int n; int m; K1 x,y; y = x; /* OK */ class K1 { class K2 { int n; int m; K1 x; K2 y; y = x; /* NICHT OK, Fehler! */ Andere Programmiersprachen erkennen, daß K1 und K2 die gleichen Typen sind und erlauben daher die Zuweisung y = x;. Java erlaubt das nicht! Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 141

19 Vergleiche von Objektvariablen Der Vergleich zweier Objektvariablen ist nur erlaubt, wenn die Variablen denselben Typ haben. Verglichen werden dann aber nicht die Inhalte, sondern die Adressen, auf die die Objektvariablen zeigen. Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 142

20 Vergleiche von Objektvariablen Der Vergleich zweier Objektvariablen ist nur erlaubt, wenn die Variablen denselben Typ haben. Verglichen werden dann aber nicht die Inhalte, sondern die Adressen, auf die die Objektvariablen zeigen. class Klasse { int n; Klasse x = new Klasse(); Klasse y = new Klasse(); x.n = 0; y.n = 0; if (x == y) /* liefert false */ class Klasse { int n; Klasse x = new Klasse(); Klasse y = new Klasse(); y = x; if (x == y) /* liefert true */ Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 142

21 Vergleiche von Objektvariablen Der Vergleich zweier Objektvariablen ist nur erlaubt, wenn die Variablen denselben Typ haben. Verglichen werden dann aber nicht die Inhalte, sondern die Adressen, auf die die Objektvariablen zeigen. class Klasse { int n; Klasse x = new Klasse(); Klasse y = new Klasse(); x.n = 0; y.n = 0; if (x == y) /* liefert false */ class Klasse { int n; Klasse x = new Klasse(); Klasse y = new Klasse(); y = x; if (x == y) /* liefert true */ Speicher 0 Speicher x y 0 x y Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 142

22 Arrays oder Klassen? Gemeinsamkeiten: Sowohl Klassen als auch Arrays bestehen aus mehreren Elementen, werden durch Zeiger auf Speicheradressen referenziert. Arrays: Elemente müssen gleichartig sein. Elemente werden indiziert. Anzahl der Elemente wird bei Erzeugung des Arrayobjektes festgelegt. Klassen: Elemente können verschiedenartig sein. Elemente haben Namen. Anzahl der Elemente wird bei Deklaration der Klasse festgelegt. Arrays sollten verwendet werden, wenn eine (unbestimmte) Anzahl gleichartiger Elemente ohne eigenen Namen zu einem Objekt zusammengefasst werden sollen. Klassen sollten dagegen verwendet werden, wenn eine feste Anzahl nicht gleichartiger Elemente zu einem Objekt zusammengefasst werden sollen. Universität Paderborn Technische Informatik für Ingenieure (TIFI) WS 09/10 143