Programmierung Java 1: Interfaces Und Generics PDF

Programmierung Java 1 Interfaces und Generics Dr. Robert Zeranski DAKO GmbH, Jena  Letzte Woche … Vererbung - Super- und Subklassen - abstrakte Klassen - finale Elemente - Methoden überschreiben - implizites und explizites Casting Object - Superklasse mit bestimmten Eige...

Programmierung Java 1 Interfaces und Generics Dr. Robert Zeranski DAKO GmbH, Jena  Letzte Woche … Vererbung - Super- und Subklassen - abstrakte Klassen - finale Elemente - Methoden überschreiben - implizites und explizites Casting Object - Superklasse mit bestimmten Eigenschaften - jedes Objekt in Java erbt von dieser Super-Klasse - wichtige Methoden Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 1  Der Klassiker Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 2  Rectangle & Square: Vererbung? Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 3  Rectangle erbt von Square I (privates) Feld und Konstruktur Methoden: Getter Setter Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 4  Rectangle erbt von Square II neues (privates) Feld Konstruktor ruft Konstruktor von Square auf Methoden müssen überschrieben werden → (da sich die Berechnung ändert) Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 5  Rectangle erbt von Square III Instanz von Rectangle Instanz von Square Instanz von Rectangle Das Objekt sr kann nicht auf getWidth() zugreifen, aber… … die Ausgabe ist: Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 6  Square erbt von Rectangle I (private) Felder Konstruktur → damit kein Leerkonstruktor Methoden: Getter Setter Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 7  Square erbt von Rectangle II Square wird von Rectangle abgeleitet Konstruktor muss implementiert werden → Konstruktor von Rectangle wird aufgerufen Setter werden überschrieben, damit sichergestellt ist, dass die Seiten immer gleich lang sind Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 8  Square erbt von Rectangle III Instanz von Rectangle Instanz von Square Instanz von Square Ausgabe: Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 9  Das geht besser…...mit Interfaces Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 10  Interfaces I - Interfaces stellen eine Art Vertrag oder Schablone dar → Schnittstellen - eine Klasse (und damit deren Objekte) sichern deren Nutzern zu, eine bestimmte Schnittstelle zu unterstützen - die Details der Implementierung spielen dabei keine Rolle → es ist ausreichend zu wissen, dass die Methoden vorhanden sind und eine Implementierung gewährleistet ist Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 11  Interfaces II - Interfaces sind Referenzdatentypen - Interfaces enthalten nur Konstanten, Methodendefinitionen und verschachtelte Typen → Methoden werden nicht implementiert, d.h. Methodenrumpf ist nicht vorhanden → Ausnahme: Default-Methoden (seit Java 8) - es gibt keine Instanzen von Interfaces (wie bei abstrakten Klassen) - Interfaces werden von Klassen implementiert → die implementierte Klasse ist dann konform zu diesem Interface → eine Klasse kann beliebig viele Interfaces implementieren! - Interfaces können vorhandene Interfaces erweitern (Vererbung) Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 12  Interfaces III - ein Interface wird über das Schlüsselwort interface definiert - Convention: Interfaces beginnen mit einem I, gefolgt von Namen des Interfaces (CamelCase) public interface IA { … } - eine Klasse A implementiert ein Interface IA über das Schlüsselwort implements public class A implements IA { … } Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 13  Interfaces IV - das Schlüsselwort default bei einer Methodendefinition erlaubt die konkrete Implementierung einer Methode (seit Java 8) public default void methodA() { … } - es sind auch mehrere Interfaces möglich - es kann auch von einer Klasse geerbt werden, während zusätzlich Interfaces implementiert werden public class A extends B implements IA, IC { … } - Beachte: Super-Klassen vererben ihre Interfaces natürlich implizit an ihre Sub-Klassen Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 14  Und nun mit Interfaces… Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 15  …und nun mit Interfaces Verwendung: Ausgabe: Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 16  Interfaces als Datentypen! - die Erstellung eines neuen Interfaces definiert gleichzeitig einen neuen Referenzdatentyp → wenn man eine Variable dieses Typs erstellt, so muss jedes Objekt welchen man dieser zuweisen will, das betreffende Interface implementieren IQuadrilateral quadrilateral = new Rectangle(2, 3); - von einem Interface selbst kann man aber keine Instanzen erzeugen! IQuadrilateral quadrilateral = new IQuadrilateral(); Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 17  Erweiterung von Interfaces - Veränderung eines Interfaces (z.B. das Hinzufügen einer Methode) sorgen dafür, dass alle implementierenden Klassen ebenfalls angepasst werden müssen → Vorsicht bei der Änderung eines Interfaces - Interfaces können aber auch Veerbung nutzen → In einem solchen Fall sollten Interfaces durch ein neues Interface erweitert werden, welches vom alten Interface erbt interface IQuadrilateral extends IShape { … } Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 18  Wichtige Interfaces Comparable: Definiert eine compareTo()-Methode, welche zwei Instanzen einer Klasse auf Ordnung (Reihenfolge) vergleicht → wichtig für Sortieralgorithmen Cloneable: gibt an ob Objekte geklont werden dürfen, muss clone() implementieren Serializable: Gibt an ob Objekte serialisiert werden können → Byte- Repräsentation des Objektes, z.B. für die Datenübertragung Runnable: Klassen, welche dieses Interface implementieren, müssen eine run()-Methode implementieren → parallele Ausführung Iterable: implementiert einen Iterator vom Interface Iterator, welcher es erlaubt Elemente in dieser Klasse zu iterieren Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 19  … aber da fehlt etwas! Comparable, Iterable, Iterator Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 20  Generics I - ermöglichen es , Refenzdatentypen (Klassen und Interfaces) als Parameter bei der Definition von Klassen, Interfaces und Methoden zu verwenden → Vermeidung von Type-Casts und stärkeres Type-Checking → generische Algorithmen und Datenstrukturen werden möglich Identifier: T gibt den Typ an, welcher verwendet werden soll → bei der Definition ist dieser generisch! → bei der Instanziierung muss dieser angegeben werden, kann aber auch aus einem Generic stammen Identifier: Der Typ T muss von X abgeleitet sein, dabei kann X sowohl eine Klasse als auch ein Interface sein Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 21  Generics II Beispiel einer nicht-generischen Klasse und ihrer Nutzung: Cast beim Auslesen nötig, denn es könnte jedes beliebige Objekt enthalten sein → Gefahr von Laufzeitfehlern Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 22  Generics III Das Beispiel nun mit einer generischen Klasse: Compile-Fehler: Wir haben die GenericBox mit einem String initialisiert Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 23  Generics IV Es kann mehr als ein Typ in einem Generic geben: → oder → oder … → … es können beliebig viele Typen separiert angegeben werden Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 24  Generics V Dr. Robert Zeranski [email protected] Programmierung Java 1 25