Vererbung Folie 1 Uwe Lämmel Einführung in die Programmierung Vererbung Uwe Lämmel Fakultät für...
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Vererbung Folie 1Uwe Lämmel
Einführung in die ProgrammierungVererbung
Uwe Lämmel
Fakultät für Wirtschaftswissenschaften
www.wi.hs-wismar.de/~laemmel
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Vererbung Folie 2Uwe Lämmel
Inhalt
Vererbung Subtype Ersetzung Polymorphie
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Vererbung Folie 3Uwe Lämmel
Das Beispiel DoME
"Database of Multimedia Entertainment"
speichert Informationen über CDs und DVDs– CD: Titel, Künstler, Anzahl Titel, Spielzeit,
hab-Ich, Kommentar– DVD: Titel, Regisseur, Spielzeit, hab-Ich, Kommentar
ermöglicht:– Suche nach Informationen– Ausgabe von Informationen / Listen
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Vererbung Folie 4Uwe Lämmel
DoME-Objekte
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Vererbung Folie 5Uwe Lämmel
DoME-Klassen
Obere Hälfte:Merkmale
Unterer Teil:Methoden
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Vererbung Folie 6Uwe Lämmel
Klassendiagramm
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Vererbung Folie 7Uwe Lämmel
Das DoME-Objekt-Modell
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Vererbung Folie 8Uwe Lämmel
CD Quelltextpublic class CD {
private String titel; private String kuenstler; private String kommentar;
CD(String derTitel, String derKuenstler){titel = derTitel;kuenstler = derKuenstler;kommentar = " ";
} // Konstruktor void setKommentar(String kommentar) { ... } // setzeKommentar
String getKommentar() { ... } void print(){ ... } ...} // CD
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Vererbung Folie 9Uwe Lämmel
DVD Quelltext public class DVD { private String titel; private String regisseur; private String kommentar;
DVD(String derTitel, String derRegisseur {titel = derTitel;regisseur = derRegisseur;kommentar = " ";
} // Konstruktor
void setKommentar(String kommentar) { ... }
String getKommentar( ) { ... } void print( ) { ... } ...} // DVD
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Vererbung Folie 10Uwe Lämmel
Datenbank-Quelltextclass Database {
private ArrayList<CD> cds; private ArrayList<DVD> dvds; ... public void list() { LineIO io = new LineIO(); for(CD cd : cds) { cd.print(); io.writeln(); // empty line between items } // for cd
for(DVD dvd : dvds) { dvd.print(); io.writeln(); // empty line between items } // for dvd } // list} // Database
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Vererbung Folie 11Uwe Lämmel
Kritik
doppelter Quelltext – Klassen CD und DVD sind fast gleich– Wartung schwierig – Doppelarbeit
– Gefahr von Fehlern in der Wartung Doppelter Code auch in der Datenbank-Klasse
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Vererbung Folie 12Uwe Lämmel
Vererbung
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Vererbung Folie 13Uwe Lämmel
Vererbung
Definieren einer Oberklasse (superclass) : Medium
Definieren von Unterklassen (subclass) für CD und DVD
Oberklasse verwaltet gemeinsame Merkmale
Unterklasse "erbt" (inherit) Merkmale der Oberklasse
Unterklassen fügen eigene Merkmale hinzu
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Vererbung Folie 14Uwe Lämmel
Vererbung in Java
class Medium{ ...}
class CD extends Medium { ...}
class DVD extends Medium{ ...}
keine Änderung
Änderung
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Vererbung Folie 15Uwe Lämmel
Oberklasse
class Medium {
private String titel; private int spielzeit; private boolean habIch; private String kommentar;
// Konstruktoren und Methoden folgen …} // Medium
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Vererbung Folie 16Uwe Lämmel
Unterklassen
class CD extends Medium {
private String kuenstler; private int titelanzahl;
// Konstruktoren und Methoden folgen ...} // CD
class DVD extends Medium {
private String regisseur;
// Konstruktoren und Methoden folgen ...} // DVD
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Vererbung Folie 17Uwe Lämmel
class Medium {
private String titel; private int spielzeit; private boolean habIch; private String kommentar;
/** * Initialisieren der Merkmale. */ public Medium(String derTitel, int zeit) {
titel = derTitel;spielzeit = zeit;
habIch = false; kommentar = ""; } // Konstruktor
// Methoden …} // Medium
Vererbung und Konstruktoren
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Vererbung Folie 18Uwe Lämmel
Vererbung und Konstruktoren class CD extends Medium {
private String kuenstler; private int titelanzahl;
/** * Erzeugen einer CD */public CD(String derTitel,
String derKuenstler, int anzTitel, int zeit) {
super(derTitel, zeit);kuenstler = derKuenstler;titelanzahl = anzTitel;
} // Konstructor
// methods omitted} // CD
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Vererbung Folie 19Uwe Lämmel
Konstruktor der Oberklasse
Unterklassen-Konstruktor muss 'super' aufrufen
falls nicht, fügt Compiler super() ein:– funktioniert nur, falls Oberklasse Konstruktor
ohne Parameter besitzt!
super muss erste Anweisung im Konstruktor sein.
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Vererbung Folie 20Uwe Lämmel
Weitere Medien
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Vererbung Folie 21Uwe Lämmel
mehr Hierarchie
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Vererbung Folie 22Uwe Lämmel
class Databank { private ArrayList<Medium> medien; /** * Erzeuge eine leere Datenbank */ public Databank() { medien = new ArrayList<Medium>(); } // Konstruktor
/** * Hinzufügen eines Mediums */ public void erfasseMedium(Medium dasMedium) { medien.add(dasMedium); } // Database ...} // Database
neuer Datenbank-Code
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Vererbung Folie 23Uwe Lämmel
/** * Ausgabe alle CDs und DVDs * auf die Konsole */public void auflisten() { LineIO io = new LineIO(); for(Medium medium : medien) { medium.print(); io.writeln(); } //for } //auflisten
neuer Datenbank-Code
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Vererbung Folie 24Uwe Lämmel
Subklassen und Subtyp
Klassen (Bauplan-) definieren Typen
Subklassen definieren Subtypen.
Objekte der Subklassen benutzbar,wann immer ein Objekt der Oberklasse erforderlich (substitution )
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Vererbung Folie 25Uwe Lämmel
Subtypen und Parameter-Übergabe
class Database {
public void erfasseMedium(Medium medium) { ... }} //Database
DVD dvd = new DVD(...);CD cd = new CD(...);
database. erfasseMedium(dvd);database. erfasseMedium(cd);
Subklassen-Objekte als Superklassen-Parameter
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Vererbung Folie 26Uwe Lämmel
Klassendiagramm
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Vererbung Folie 27Uwe Lämmel
Objekt – Diagramm
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Vererbung Folie 28Uwe Lämmel
Polymorphe Variablen
Objekt-Variablen in Java sind polymorph: können Objekte verschiedener Typen
speichern:– deklarierten Typ– beliebiger Subtyp
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Vererbung Folie 29Uwe Lämmel
Subtypen und Zuweisung
Vehicle v1 = new Vehicle();Vehicle v2 = new Car();Vehicle v3 = new Bicycle();
Subklasse Objekt kann einer Superklassen-Variable zugewiesen werden
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Vererbung Folie 30Uwe Lämmel
Casting (Typ-Angleichung) S.318 !!
Subtyp kann Supertyp zugewiesen werden
ABER: Supertyp kann NICHT Subtyp zugewiesen werden:
Vechicle v; Car c = new Car(); v = c; // richtig; c = v; Compiler-Fehler!
Casting = explizite Typumwandlung– ermöglicht Zuweisung an Subtyp.
c = (Car) v;
– Nur OK, falls v wirklich ein Auto! – Verantwortung liegt beim Programmierer
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Vererbung Folie 31Uwe Lämmel
Die Klasse Objekt
Alle Klassen erben von Object
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Vererbung Folie 32Uwe Lämmel
Klassendiagramm
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Vererbung Folie 33Uwe Lämmel
Probleme mit der Ausgabe
CD: Rites I (49 min)*Jan GarbarekAnzahl Titel: 16Das Beste auf dem Saxophon
DVD: Hair (119 min) Milos Forman
Das Musical!
Titel: Rites I (49 min)* Das Beste auf dem SaxophonTitel: Hair (119 min)
Das Musical!
Was wir wollen:
Wir bekommen:
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Vererbung Folie 34Uwe Lämmel
Problem
print-Methode der Klasse Medium listet nur gemeinsame Merkmale.
Vererbung nur von oben nach unten– Subklasse erbt Oberklassen-
Merkmale.– Oberklasse kennt nicht
die Subklassen-Merkmale
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Vererbung Folie 35Uwe Lämmel
Lösung: Überschreiben
print in allen Klassen jede Unterklasse mit
eigener print Version: print in Unterklasse
überschreibt print der Oberklasse (Overriding)
print print
![Page 36: Vererbung Folie 1 Uwe Lämmel Einführung in die Programmierung Vererbung Uwe Lämmel Fakultät für Wirtschaftswissenschaften laemmel.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062318/55204d6749795902118bda2c/html5/thumbnails/36.jpg)
Vererbung Folie 36Uwe Lämmel
Überschreiben/Overriding
Oberklasse und Unterklasse definieren Methoden mit derselben Signatur (Kopf)
Jede Methode greift auf Merkmaler ihrer Klasse zu Methode in Oberklasse erfüllt statischen Typcheck Laufzeit: Unterklassen-Methode wird aktiviert
(überschreibt Oberklassen-Version)
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Vererbung Folie 37Uwe Lämmel
Methoden-Aufruf
Weder Vererbung noch Polymorphie
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Vererbung Folie 38Uwe Lämmel
Methoden-Aufruf
Vererbung aber kein Überschreiben
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Vererbung Folie 39Uwe Lämmel
Methoden-Aufruf
Zugriff auf Variable
in Variable gespeichertes Objekt finden
Klasse des Objekts finden
Klasse wird nach Methode durchsucht
Falls NICHT gefunden: Oberklasse durchsuchen
wiederholen bis Methode gefunden
Überschreibende Methoden werden zuerst gefunden
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Vererbung Folie 40Uwe Lämmel
Beispiel
public class Person {private String name;public Person(String name) { this.name = name;}public String getName( ) { return name; }
} //Person
public class Deutscher extends Person {
public Deutscher(String name) { super(name); }
public String getGruss() { return "Guten Tag"; }
} //Deutscher
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Vererbung Folie 41Uwe Lämmel
UML-Diagramm
Person
namegetNname()
Franzose
Bayer
getGruss() setLieblingsbier()
lieblingsbier
Deutscher
getGruss()getGruss()
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Vererbung Folie 42Uwe Lämmel
Dynamisches BindenPerson
name
getName()
Deutscher
Bayerlieblingsbier getName()getGruss()
getGruss()
setLieblingsbier()getGruss()
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Vererbung Folie 43Uwe Lämmel
Zusammenfassung
Vererbung erlaubt Definition von Klassen als Erweiterung von Klassen
Vererbung – vermeidet doppelten Code– ermöglicht Code-Wiederverwendung– vereinfacht den Quelltext– vereinfacht Wartung und Erweiterung
Variablen können auch Subtypen-Objekte speichern
Subtypen können überall dort eingesetzt werden, wo Supertyp erwartet (Substitution).
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Vererbung Folie 44Uwe Lämmel
Hierarchie in der Vererbung
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Vererbung Folie 45Uwe Lämmel
Ende