4. Innere Klassen
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Programmieren 2 – Java
Überblick
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Klassen und Objekte
Vererbung
Schnittstellen
Innere Klassen
Exceptions
Funktionsbibliothek
Datenstrukturen und Algorithmen
Ein-/Ausgabe
Graphische Benutzeroberflächen
Applets
Internet-Anwendungen
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Programmieren 2 - Java
144
Programmieren 2 – Java
Überblick: 4. Innere Klassen
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
Einleitung
Geschachtelte statische Klassen
Elementklassen
Lokale Klassen
Anonyme innere Klassen
Beispiele
Pakete
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145
1
4 Innere Klassen
4.1 Einleitung
Organisation bisheriger Klassen
Pro Klasse eine Datei
Sog. Top-Level Klassen
Hier: Klasse in einer Klasse:
class Außen {
class Innen {
...
}
...
}
Innen ist eine „innere Klasse“
4 Varianten:
Geschachtelte statische Klassen
Elementklassen
Lokale Klassen
Anonyme innere Klassen
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Programmieren 2 - Java
146
Programmieren 2 – Java
Überblick: 4. Innere Klassen
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
Einleitung
Geschachtelte statische Klassen
Elementklassen
Lokale Klassen
Anonyme innere Klassen
Beispiele
Pakete
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147
2
4 Innere Klassen
4.2 Geschachtelte statische Klassen
Auch: Geschachtelte Top-Level Klassen und Schnittstellen
Nested top-level class
Statische Eigenschaft der Klasse
public class Lampe {
static String s = "Hell";
int i = 1;
static class Birne {
void leuchte() {
System.out.println( s );
System.out.println( i ); // Fehler
}
}
}
Statische innere Klasse hat nur Zugriff auf statische Eigenschaften der
äußeren Klasse
Zugriff auf normale Attribute ist nicht möglich
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148
4 Innere Klassen
4.2 Geschachtelte statische Klasse
Weitere Eigenschaften
Name der inneren Klasse muss von dem der äußeren Klasse
verschieden sein
Innere Klasse hat Zugang zu allen (statischen) Eigenschaften der
äußeren Klasse
Gilt auch umgekehrt
Innere Klasse existiert unabhängig von Instanzen der äußeren Klasse
Compiler generiert innere Klasse als normale Klasse mit einigen
Spezialfunktionen
Name ist ÄußereKlasse$InnereKlasse
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149
3
4 Innere Klassen
4.2 Geschachtelte statische Klasse
Beispiel: Verkettete Liste
LinkedStack
I/F Linkable
head
LinkableInteger
int i
int i
int i
next
next
next = null
public class LinkedStack {
// This static member interface defines how objects are linked
public static interface Linkable {
public Linkable getNext();
public void setNext(Linkable node);
}
// The head of the list is a Linkable object
Linkable head = null;
Statische innere
Schnittstelle
public void push(Linkable node) {
intern genutzt
node.setNext(head);
head = node;
}
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150
Programmieren 2 - Java
4 Innere Klassen
4.2 Geschachtelte statische Klasse
Beispiel: Verkettete Liste (fortgesetzt)
LinkedStack
I/F Linkable
head
LinkableInteger
int i
int i
int i
next
next
next = null
...
public Linkable pop() {
if (head !=null) {
Linkable node = head;
head = head.getNext();
return node;
}
return null;
}
}
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Programmieren 2 - Java
151
4
4 Innere Klassen
4.2 Geschachtelte statische Klasse
Beispiel: Implementierung der statischen inneren Schnittstelle
LinkedStack
I/F Linkable
head
LinkableInteger
int i
int i
int i
next
next
next = null
// This class implements the static member interface
class LinkableInteger implements LinkedStack.Linkable {
// Here's the node's data and constructor
int i;
public LinkableInteger(int i) { this.i = i; }
Statische innere
Schnittstelle
extern genutzt
// Here are the data and methods required to implement the interface
LinkedStack.Linkable next;
public LinkedStack.Linkable getNext() { return next; }
public void setNext(LinkedStack.Linkable node) { next = node; }
}
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152
Programmieren 2 - Java
4 Innere Klassen
4.2 Geschachtelte statische Klasse
Beispiel: Hauptprogramm
LinkedStack
I/F Linkable
head
LinkableInteger
int i
int i
int i
next
next
next = null
public class TestInnerStaticClass {
public static void main(String[] arg) {
LinkedStack ls = new LinkedStack();
LinkableInteger li;
for (int i = 1; i < 11; i++)
ls.push(new LinkableInteger(i));
while ((li = (LinkableInteger) ls.pop()) != null)
System.out.println(li.i);
}
}
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153
5
Programmieren 2 – Java
Überblick: 4. Innere Klassen
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
Einleitung
Geschachtelte statische Klassen
Elementklassen
Lokale Klassen
Anonyme innere Klassen
Beispiele
Pakete
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4 Innere Klassen
4.3 Elementklassen
Engl.: Member class
Vergleichbar mit normalem, nicht statischem Attribut
Innere Klasse kann auf Attribute der äußeren Klasse zugreifen
Auch auf die privaten!
Innere Klassen dürfen selbst keine statischen Attribute oder Methoden
definieren
public class Rahmen {
String s = "kringelich";
class Muster {
void standard() {
System.out.println( s );
}
static void immer() { } // Fehler
}
}
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155
6
4 Innere Klassen
4.3 Elementklassen
Weitere Eigenschaften
Instanz der inneren Elementklasse kann nur existieren, wenn auch
einen Instanz der äußeren Klasse existiert
Sie gehört zu der äußeren Klasse
Erzeugung einer Instanz der inneren Klasse
Aus einer Methode der äußeren Klasse ganz normal mit dem new
Operator
Erzeugung von außen
Man benötigt eine Referenz auf das äußere Objekt
Rahmen r = new Rahmen(); // Äußere Klasse
Muster m = r.new Muster();
Referenz der
oder kürzer
äußeren Klasse
Muster m = new Rahmen().new Muster();
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156
4 Innere Klassen
4.3 Elementklassen
this Referenz
this Referenz der umgebenden Klasse Rahmen
Unser Beispiel: Rahmen.this
Kann auch verwendet werden, um an verdeckte Eigenschaften der
äußeren Klasse zu gelangen
public class Rahmen {
String s = "Rahmen-String";
class Muster {
String s = "Muster-String"
void standard() {
System.out.println( Rahmen.this.s );
System.out.println( s );
}
}
}
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Programmieren 2 - Java
157
7
4 Innere Klassen
4.3 Elementklassen
Mehrfach verschachtelte innere Klassen
class Haus {
String s = "Haus";
class Zimmer {
String s = "Zimmer";
class Stuhl {
String s = "Stuhl";
void ausgabe() {
System.out.println(
System.out.println(
System.out.println(
System.out.println(
System.out.println(
}
}
}
s ); // Stuhl
this.s ); // Stuhl
Stuhl.this.s ); // Stuhl
Zimmer.this.s ); // Zimmer
Haus.this.s ); // Haus
}
public static void main( String args[] ) {
new Haus().new Zimmer().new Stuhl().ausgabe();
}
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Programmieren 2 - Java
4 Innere Klassen
4.3 Elementklassen
Erzeugen verschachtelter Objekte
Haus h = new Haus;
Haus.Zimmer z = h.new Zimmer();
Haus.Zimmer.Stuhl s = z.new Stuhl();
s.ausgabe();
//
//
//
//
Instanz
Instanz
Instanz
Methode
von
von
von
vom
Haus
Zimmer in h
Stuhl in z
Stuhl
Verwechslungsgefahr bei
Haus.Zimmer.Stuhl
mit Paket-Hierarchie
java.util.Date
Groß-/Kleinschreibungskonventionen helfen hierbei!
Man sollte sie einhalten!
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159
8
4 Innere Klassen
4.3 Elementklassen
Beispiel: Verkettete Liste mit Enumeration
Schnittstelle Enumeration
for (Enumeration e = ls.enumerate(); e.hasMoreElements(); ) {
System.out.println(e.nextElement());
}
LinkedStack
Enumerator
Linkable current
I/F Linkable
head
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LinkableInteger
int i
int i
int i
next
next
next = null
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160
4 Innere Klassen
4.3 Elementklassen
Klasse LinkedStack modifiziert
public class LinkedStack {
// This static member interface defines how objects are linked
public static interface Linkable { ... }
// The head of the list is a Linkable object
Linkable head = null;
// Methods (bodies omitted)
public void push(Linkable node) { ... }
public Linkable pop() { ... }
// This Method returns an Enumeration object for this LinkedStack
public java.util.Enumeration enumerate() { return new Enumerator(); }
...
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Programmieren 2 - Java
161
9
4 Innere Klassen
4.3 Elementklassen
Klasse LinkedStack: Innere Klasse Enumerator
...
// Implementation of Enumeration interface as member class
protected class Enumerator implements java.util.Enumeration {
Linkable current;
// Constructor; uses private head field of containing class
public Enumerator() { current = head; }
public boolean hasMoreElements() { return (current != null; }
public Object nextElement() {
if (current == null) throw
new java.util.NoSuchElementException();
Object value = current;
current = current.getNext();
return value;
}
}
}
Enumerator Klasse als Hilfsklasse (helper class) der Klasse LinkedStack
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162
4 Innere Klassen
4.3 Elementklassen
Klasse LinkedStack: Hauptprogramm
import java.util.Enumeration;
public class TestInnerClasses {
public static void main(String[] arg) {
LinkedStack ls = new LinkedStack();
LinkableInteger li;
for (int i = 1; i < 11; i++)
ls.push(new LinkableInteger(i));
Enumeration e = ls.enumerate();
while (e.hasMoreElements()) {
Object o = e.nextElement();
if (o instanceof LinkableInteger)
System.out.println( ((LinkableInteger)o).i);
}
System.out.println();
while ((li = (LinkableInteger) ls.pop()) != null)
System.out.println(li.i);
}
}
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Programmieren 2 - Java
163
10
Programmieren 2 – Java
Überblick: 4. Innere Klassen
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
Einleitung
Geschachtelte statische Klassen
Elementklassen
Lokale Klassen
Anonyme innere Klassen
Beispiele
Pakete
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164
4 Innere Klassen
4.4 Lokale Klassen
Sehr ähnlich wie innere Elementklassen
Jedoch nicht als Eigenschaft der Klasse definiert,
sondern lokal
in einem Anweisungsblock einer Methode oder
in einem Initialisierungsblock
Kann auf Methoden der äußeren Klasse zugreifen
Kann nur auf Attribute der äußeren Klasse zugreifen, die als final
deklariert sind!
Modifizierer public, protected, private und static sind nicht erlaubt
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Programmieren 2 - Java
165
11
4 Innere Klassen
4.4 Lokale Klassen
Beispiel
public class DrinnenMachtSpass {
public static void main( String args[] ) {
int i = 2;
final int j = 3;
class In {
In() {
System.out.println( j );
System.out.println( i ); // Fehler
}
}
In in = new In();
}
Zugriff nur auf
final Attribute
}
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Programmieren 2 - Java
166
4 Innere Klassen
4.4 Lokale Klassen
Unser LinkedStack Beispiel
// This Method returns an Enumeration object for this LinkedStack
public java.util.Enumeration enumerate() {
// Definition of Enumerator as local class
class Enumerator implements java.util.Enumeration {
Linkable current;
// Constructor; uses private head field of containing class
public Enumerator() { current = head; }
public boolean hasMoreElements() { return (current != null; }
public Object nextElement() {
if (current == null) throw
new java.util.NoSuchElementException();
Object value = current;
current = current.getNext();
return value;
}
}
// Return Instance of Enumerator class defined directly above
return new Enumerator();
}
}
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Programmieren 2 - Java
167
12
Programmieren 2 – Java
Überblick: 4. Innere Klassen
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
Einleitung
Geschachtelte statische Klassen
Elementklassen
Lokale Klassen
Anonyme innere Klassen
Beispiele
Pakete
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Programmieren 2 - Java
168
4 Innere Klassen
4.5 Anonyme innere Klassen
Ähnlich wie lokale innere Elementklassen
Jedoch ohne Namen
Erzeugen immer genau ein Objekt
Klassendefinition und Objekterzeugung in einem Ausdruck (kann Teil
eines längeren Ausdrucks sein)
new SuperKlasse() {
// Innere Klasse
}
Anonyme Klasse ist Nachfahre von SuperKlasse
oder
new Schnittstelle() {
// Innere Klasse
}
Anonyme Klasse implementiert Schnittstelle und ist Nachfahre von
Object
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Programmieren 2 - Java
169
13
4 Innere Klassen
4.5 Anonyme innere Klassen
Weitere Eigenschaften
Keine zusätzliche extends oder implements Angaben möglich
Sonst wie lokale Klassen
Beispiel: Anonyme Klasse als Nachfahre von java.util.Date
import java.util.*;
public class InnerToStringDate {
public static void main( String args[] ) {
int i = 2;
final int j = 3;
Methode toString() wird
überschrieben
Date d;
d = new Date() {
public String toString() {
return getDate() + "." + (getMonth()+1) + "." +
(1900+getYear());
}
};
System.out.println( d );
}
}
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Programmieren 2 - Java
170
4 Innere Klassen
4.5 Anonyme innere Klassen
Konstruktoren
Ohne Namen ist auch kein Konstruktor möglich
Ausweg: Instanzeninitialisierer als Initialisierungsblock
import java.awt.*;
public class AnonymUndInnen {
public static void main( String args[] ) {
System.out.println( new Point() {
{ x = -1; y = -1; }
super() wird
}.getLocation() );
automatisch aufgerufen!
System.out.println( new Point(-1,0) {
{ y = -1; }
}.getLocation() );
super(-1, 0) wird
}
automatisch aufgerufen!
}
Das geht natürlich auch einfacher:
new Point(-1, -1).getLocation()
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171
14
4 Innere Klassen
4.5 Anonyme innere Klassen
Konstruktoren (fortgesetzt)
Da super() automatisch aufgerufen wird, ist expliziter Aufruf verboten
Weiteres Beispiel
new java.math.BigDecimal("12345678901234567890") {
{
System.out.println(toString());
}
};
Ausgabe im
Instanzeninitialisierer
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172
4 Innere Klassen
4.5 Anonyme innere Klassen
Unser LinkedStack Beispiel
// This Method returns an Enumeration object for this LinkedStack
public java.util.Enumeration enumerate() {
// Anonymous class is defined as part of return statement
return new java.util.Enumeration {
Linkable current;
// Replace constructor with instance initializer
{ current = head; }
public boolean hasMoreElements() { return (current != null; }
public Object nextElement() {
if (current == null) throw
new java.util.NoSuchElementException();
Object value = current;
current = current.getNext();
return value;
}
}; // Termination of return statement!
}
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173
15
Programmieren 2 – Java
Überblick: 4. Innere Klassen
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
Einleitung
Geschachtelte statische Klassen
Elementklassen
Lokale Klassen
Anonyme innere Klassen
Beispiele
Pakete
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174
Programmieren 2 - Java
4 Innere Klassen
4.6 Beispiele
Implementierung einer verketteten Liste
LinkedList
Knoten
- head: Knoten
- tail: Knoten
- data: Object
- next: Knoten
+ add(o: Object): void
+ toString(): String
+ Knoten(o: Object)
tail
Knoten
head
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data1
data2
data3
next
next
next = null
Programmieren 2 - Java
175
16
4 Innere Klassen
4.6 Beispiele
Implementierung einer verketteten Liste mit innerer Elementklasse
public class LinkedList {
private class Knoten {
Object data;
Knoten next;
public String toString() {
String s = "";
Knoten knoten = head;
public Knoten( Object o ) {
data = o;
}
while ( knoten != null ) {
s = s + knoten.data + " ";
knoten = knoten.next;
}
}
private Knoten head, tail;
public void add( Object o ) {
Knoten n = new Knoten( o );
}
return s;
}
}
if ( tail == null )
head = tail = n;
else {
tail.next = n;
tail = n;
}
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176
Programmieren 2 - Java
4 Innere Klassen
4.6 Beispiele
Verkettete Liste: Hauptprogramm
public class LinkedListDemo {
public static void main( String args[] ) {
LinkedList l = new LinkedList();
l.add( "Hallo" );
l.add( "Otto" );
System.out.println( l );
}
}
Ruft toString() der
LinkedList auf
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Programmieren 2 - Java
177
17
4 Innere Klassen
4.6 Beispiele
Funktionszeiger
Interface
FunktionsTest
Function
0..*
- MAX: int = 2
- func: Function[] = new Function[MAX]
+ calc(num: int): void
+ FunctionTest()
+ calc(i: int): void
+ main(args: String[]): void
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FunctionOne
FunctionOne
+ calc(num: int): void
+ calc(num: int): void
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178
4 Innere Klassen
4.6 Beispiele
Implementierung Funktionszeiger
Zwei innere Klassen, die im Interface eingebettet sind
public interface Function {
public int calc( int num );
public class FunctionOne implements Function {
public int calc( int num ) {
return num*2;
}
}
public class FunctionTwo implements Function {
public int calc( int num ) {
return num*4;
}
}
}
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Programmieren 2 - Java
179
18
4 Innere Klassen
4.6 Beispiele
Hauptprogramm: Funktionszeiger
public class FunctionTest {
final int MAX = 2;
final Function[] func =
new Function[MAX];
// Constructor
public FunctionTest() {
func[0] =
new Function.FunctionOne();
func[1] =
new Function.FunctionTwo();
}
...
// Main program
public static void main(
String args[] ) {
FunctionTest ft =
new FunctionTest();
ft.calcAll( 42 );
}
}
public void calcAll(int n) {
System.out.println("Funktion0"
+ func[0].calc(n) );
System.out.println("Funktion1"
+ func[1].calc(n) );
}
...
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Programmieren 2 - Java
180
Programmieren 2 – Java
Überblick: 4. Innere Klassen
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
Einleitung
Geschachtelte statische Klassen
Elementklassen
Lokale Klassen
Anonyme innere Klassen
Beispiele
Pakete
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Programmieren 2 - Java
181
19
4 Innere Klassen
4.7 Pakete
Engl.: Package
Thematisch zusammenhängende Klassen
Normalerweise in einem zugehörigen Verzeichnis
Verzeichnisname ist Paketname
package süßigkeiten;
class Zucker {
...
}
public class Schokolade extends Zucker {
...
}
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Programmieren 2 - Java
182
4 Innere Klassen
4.7 Pakete
Pakete nutzen
import Anweisung
package leckereien;
import süßigkeiten.Schokolade;
class Weihnachtsmann {
Schokolade s;
// sonst süßigkeiten.Schokolade
}
Wildcard Notation
import java.awt.*;
Achtung:
In manchen Packages gibt es gleichnamige Klassen
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Programmieren 2 - Java
183
20
4 Innere Klassen
4.7 Pakete
Übersetzen und Ausführen von Klassen in Paketen
Aus dem den Paketen übergeordneten Verzeichnis
javac –d %HOME%\java\classes packagename\dateiname.java
Erzeugt Package-Verzeichnis unter classes
Ausführen mit
java packagename.dateiname
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184
21
