PKJ 2005/1 Stefan Dissmann Kritische Betrachtung Bisher implementiert: Listen für Werte des Typs...

PKJ 2005/1Stefan Dissmann

Kritische Betrachtung

Bisher implementiert:Listen für Werte des Typs intüber Elemente der Klasse intElement

• Liste für double • Liste für Studierende• Liste von Listen von int

erfordern jeweils neue, fast identische Implementierung der Klassen für Elemente und Liste.


Kritische Betrachtung (Fortsetzung)

Analyse:• Elemente haben immer Referenzen auf Nachfolger (und

Vorgänger).• Liste verknüpft, löscht und durchläuft immer Elemente.

• Elemente unterscheiden sich im Typ der abgelegten Werte.• Liste benötigt möglicherweise typspezifische Vergleiche.

Idee:Elemente und Liste allgemein formulieren undanschließend nur an wenigen Stellen spezialisieren.


Vererbung

Spezialisierung von Klassen in JAVA möglich durch

Konzept der Vererbung


Vererbung

Wenn eine Klasse A die Klasse B spezialisiert,also die Klasse A von der Klasse B erbt,übernimmt sie alle Attribut- und Methoden-Deklarationen von

B.

A heißt dannUnterklasse von B oder Subklasse von B

B heißt dannOberklasse von A oder Superklasse von A


Vererbung

Oberklasse

Unterklasse


Vererbung

Beispiel:

public class Person { private String name, vorname, wohnort; public Person(String n, String v, String w) { name = n; vorname = v; wohnort = w; } public String toString() { return name + ", " + vorname }}


Vererbung

Beispiel:


public class Kunde extends Person {{ private int nummer;}


Vererbung

Beispiel:


public class Kunde extends Person { private int nummer;}


Vererbung

Beispiel:



+


Vererbung

public class Kunde extends Person {{ private int nummer;}

bedeutet:• Kunde wird als Unterklasse von Person definiert.• Person wird dadurch Oberklasse von Kunde.• Kunde hat geerbt:

• die öffentliche Methode toString,• die privaten Attribute name, vorname und wohnort.

• In Kunde wird definiert:• das private Attribut nummer.


Vererbung

Person

Kunde


Vererbung

Was bringt Vererbung?


Vererbung

Was bringt Vererbung?

• verringerten Schreibaufwand• Gleichförmigkeit• reduzierten Änderungsaufwand• vereinfachtes Testen

aber auch:

• ständiges Beachten der gegenseitigen Abhängigkeiten


Fragen

Was geht wie in der Klasse Kunde?

• Zugriff auf die geerbten privaten Attribute name, vorname und wohnort,

• z.B. Definition eines Konstruktors für alle vier Attribute,• z.B. gemeinsamer Text aus einigen Attributen,• z.B. gemeinsamer Text aus allen Attributen,• Zulässigkeit von Referenzen auf Ober- und Unterklasse.


Vererbung – Konstruktor in Unterklasse

Beispiel:public class Person { private String name, vorname, wohnort; public Person(String n, String v , String w) { name = n; … } public String toString() { return name + ", " + vorname }}




Beispiel:public class Person { private String name, vorname; public Person(String n, String v , String w) { name = n; … } public String toString() { return name + ", " + vorname }}

public class Kunde extends Person { private int nummer; public Kunde (String n, String v, String w, int n) { name = n; vorname = v; wohnort = w; nummer = n; } }



Beispiel:public class Person { private String name, vorname; public Person(String n, String v , String w) { name = n; … } public String toString() { return name + ", " + vorname }}

public class Kunde extends Person { private int nummer; public Kunde (String n, String v, String w, int n) { name = n; nicht erlaubt, da private in Oberklasse vorname = v; nicht erlaubt, da private in Oberklasse wohnort = w; nicht erlaubt, da private in Oberklasse nummer = n; } }




public class Kunde extends Person { private int nummer; public Kunde (String n, String v, String w, int n) { super(n, v, w); Aufruf des Konstruktors erlaubt, da

public nummer = n; } }


Vererbung – Texterzeugung in Unterklasse

Beispiel:public class Person { private String name, vorname, wohnort; public Person(String n, String v , String w) { name = n; …} public String toString() { return name + ", " + vorname }}

public class Kunde extends Person { private int nummer; public Kunde (String n, String v, String w, int n) { super(n, v, w); nummer = n; } public String ???() { return ??? + ", " + nummer; } }


Vererbung – Texterzeugung Version 1


public class Kunde extends Person { private int nummer; public Kunde (String n, String v, String w, int n) { super(n, v, w); nummer = n; } public String zuText() { return toString() + ", " + nummer; } }


Vererbung – Texterzeugung Version 2

Fragen:

• Ist Überdefinieren einer Methode in der Unterklasse möglich,also toString() in Ober und Unterklasse?

• Und: Wie wird dann der Namenskonflikt gelöst, um beideVersionen von toString() zu unterscheiden?


Vererbung – toString in Unterklasse

Beispiel:public class Person { private String name, vorname, wohnort; public Person(String n, String v, String w) { name = n; … } public String toString() { return name + ", " + vorname }}

public class Kunde extends Person { private int nummer; public Kunde (String n, String v, String w, int n) { super(n, v, w); nummer = n; } public String toString() { return super.toString() + ", " + nummer; } }


Vererbung – toString in Unterklasse

Zusammenfassung:

•super(…) bezeichnet den Konstruktor der Oberklasse.

•Überdefinieren von Methoden in Unterklassen ist möglich.

•super. … erlaubt den Zugriff auf Komponenten der Oberklasse.


Erweiterung der Klasse Kunde

Problem:Gewünscht ist Methode in Kunde, die wohnort ändern kann,wenn zugleich die richtige Kundenummer angegeben wird.




Lösung:Erweiterung der Klasse Person um die Methoden gibOrt() und setzeOrt(String w)

aber:Nur die Unterklasse soll Änderung durchführen können,daher private zu wenig und public zuviel.




Lösung:Erweiterung der Klasse Person um die Methoden gibOrt() und setzeOrt(String w)

daher:Zugriffsrecht protected nutzenUnterklassen dürfen zugreifen, andere Klassen nicht!


Überarbeitete Klasse Person

Beispiel:

public class Person { private String name, vorname, wohnort; public Person(String n, String v, String w) { name = n; vorname = v; wohnort = w; } public String toString() { return name + ", " + vorname } public String gibOrt() { return wohnort; } protected void setzeOrt(String w) { wohnort = w; }}


Überarbeitete Klasse Kunde

Beispiel:

public class Kunde extends Person { private int nummer; public Kunde (String n, String v, String w, int n) { super(n, v); nummer = n; } public String toString() { return super.toString() + ", " + nummer; } public aendereOrt(int n, String w) { if (nummer == n) wohnort = w; } }


Überarbeitete Klassen

Zusammenfassung:

•Person erlaubt nur Objekten von erbenden Klassen das Setzen des Ortes:

protected void setzeOrt(…)

• Kunde erlaubt allen Objekten das Ändern des Ortes, sofern die richtige Kundennummer angegeben wird:

public void aendereOrt(…)


Referenzen auf Ober- und Unterklassen

Beispiel:

Person p = new Person (“Meier“, “Jana“, “Dortmund“);

Kunde k = new Kunde (“Schmidt“, “Axel“, “Bochum“, 103);

// Methoden in beiden Klassen vereinbart

System.out.println(p.toString());

System.out.println(k.toString());



Beispiel:






// Methode aus Person vererbt

System.out.println(p.gibOrt());

System.out.println(k.gibOrt());



Beispiel:









// Methode nur in Kunde

k.aendereOrt(103, “Unna“);



Beispiel:













Beispiel:











p k



Folgerung:

Da jede öffentliche Methode der Oberklasseauch von jeder Unterklasse bereitgestellt wird,

darf eine Referenz der Oberklasse auf Objekte einer Unterklasse verweisen.



Beispiel:



p = k;

p.aendereOrt(103, “Unna“);





Beispiel:



p = k;




Nicht möglich, da p Referenz auf Person und aendereOrt in Person unbekannt ist.



Beispiel:



p = k;




Unproblematisch, da in Person definiert und in Kunde nur geerbt.



Beispiel:



p = k;




In Person definiert und in Kunde geerbt und überdefiniert, so dass zwei Versionen von toString() bereit stehen.Welche Version wird ausgeführt?



Beispiel:



p = k;




Welche Version wird ausgeführt?Das Objekt entscheidet, nicht die Referenz:Da hier ein Kunde-Objekt, wird toString() aus Kunde aufgerufen.


Vererbung

Person

Kunde

Aufruf einer Methode



Zusammenfassung:

• Der Typ der Referenz bestimmt, welche Methoden über diese Referenz überhaupt aufgerufen werden dürfen.

• Wenn eine Methode über eine Referenz aufgerufen werden kann, dann wird immer die in oder am nächsten vor der Klasse des Objekts definierte Version ausgeführt.



Zusammenfassung:

• Der Typ der Referenz bestimmt, welche Methoden über diese Referenz überhaupt aufgerufen werden dürfen.

• Wenn eine Methode über eine Referenz aufgerufen werden kann, dann wird immer die in oder am nächsten vor der Klasse des Objekts definierte Version ausgeführt.

Polymorphie



Beispiel – es geht auch wieder zurück:



p = k;



k = (Kunde)p;

expliziter Type-Cast:Der Programmierer versichert dem Programm, dass p auf ein Objekt der Klasse Kunde verweist.



Wofür das Ganze?



Wofür das ganze Referenzierungskonzept?

Es lassen sich Algorithmen formulieren, die nicht wissen müssen, mit welcher Art von Unterklassen-Objekten sie bei der Ausführung tatsächlich umgehen.

Beispiel: Liste, die nicht weiß, ob int-Werte oder Kunden-Objekte aufgelistet werden.



Wofür das ganze Referenzierungskonzept?

Es lassen sich Algorithmen formulieren, die nicht wissen müssen, mit welcher Art von Unterklassen-Objekten sie bei der Ausführung tatsächlich umgehen.

Und: Objekte verschiedener Klassen können gemeinsam verarbeitet werden.

Beispiel:Objekte der Klassen Kunde und Lieferant bei Weihnachtsgrüßen.



Beispiel:

public class Lieferant extends Person { …}



Beispiel:

public class Lieferant extends Person { …}

Lieferant ist eine weitere Unterklasse von Person.


Unterklassen von Unterklassen

Beispiel:

public class Goldkunde extends Kunde { private String geschenk; …}


Unterklassen von Unterklassen

Beispiel:


Goldkunde ist jetzt:• (direkte) Unterklasse von Kunde und zugleich• eine weitere Unterklasse von Person


Klassenhierarchie

Person

Kunde

Goldkunde

Lieferant


Anmerkungen zum Vererbungskonzept

Jede Klasse hat höchstens eine Oberklasse:


(Die Syntax erlaubt hier keine Liste!)



Jede Klasse hat höchstens eine Oberklasse:


(Die Syntax erlaubt hier keine Liste!)

Es entstehen immer Vererbungsbäume!



Jede selbst definierte Klasse hat eine explizite Oberklasse oderdie implizite Oberklasse Object:

public class Person extends Object { …}


Anmerkungen zur Syntax



Alle Klassen bilden einen Vererbungsbaum mit der Wurzel Object!





Alle Klassen bilden einen Vererbungsbaum mit der Wurzel Object!

Referenzen der Klasse Object können auf jedes Objekt verweisen.


Klassenhierarchie

Person

Kunde

Goldkunde

Lieferant

Object

PKJ 2005/1 Stefan Dissmann Kritische Betrachtung Bisher implementiert: Listen für Werte des Typs...

Documents

Transcript of PKJ 2005/1 Stefan Dissmann Kritische Betrachtung Bisher implementiert: Listen für Werte des Typs...