Methode - Infosun - Universität Passau
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Programmieren I
Kapitel 10.
Spezielle Features
Martin Griebl
Universität Passau
Kapitel 10: Spezielle Features
Ziel: Besonderheiten von Java bei OO­Konzepten
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statische Attribute und Methoden
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innere, verschachtelte und lokale Klassen
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anonyme Klassen
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Enumerationstypen
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Methoden höherer Ordnung:
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Methoden als Parameter von Methoden
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Methoden als Resultate von Methoden
Martin Griebl
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Von objektorientiert zu imperativ mit „static“
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Definition: statische Attribute (auch: Klassenvariable): für alle Objekte der Klasse nur einmal vorhanden
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ansprechbar: auch über <<Klassenname>>.<<Attributname>>
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Beispiele und Anwendungen:
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Name der log­Datei (Protokolldatei), in die alle Objekte ihre Aktivitäten protokollieren
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Buchführungsfunktionen einer Klasse über all ihre Instanzen (=Objekte)
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Klassenweite Konstanten static final float GRAVITY=9.81F;
Martin Griebl
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Konkretes Beispiel (1/2)
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schöne Druckausgabe von Strings in gleich großen Käst­chen; Kästchenbreite richtet sich nach längstem String
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Kästchenbreite ist für alle gleich => statisches Attribut
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class BoxedString {
static int width;
String name;
}
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BoxedString bs1 = new BoxedString();
BoxedString bs2 = new BoxedString();
bs1.name = “Ein Text“;
bs2.name = “Dies ist noch ein Text“;
bs2.width = max(wd(bs1.name), wd(bs2.name));
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Einsatz statischer Attribute
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Im Beispiel gilt:
bs2.width = bs1.width = BoxedString.width
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Grund: ein statisches Attribut gibt es nur einmal im Speicher
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Also Vorsicht vor den Seiteneffekten (bs2 modifiziert scheinbar bs1)
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Folge: gute Benutzung von statischen Variablen nicht über Objektnamen wie bs2.width oder bs1.width, sondern über den Klassennamen, also BoxedString.width
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Für bestimmte Aufgaben sinnvoll, aber keinesfalls zum Einsparen von lokalen Variablen oder Parametern von Methoden verwenden!!
Martin Griebl
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Konkretes Beispiel (2/2)
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bessere Lösung:
class BoxedString {
static int width;
String name;
BoxedString(String name) {
this.name = name;
width = Math.max(wd(name));
}
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BoxedString bs1 = new BoxedString(“Ein Text“);
BoxedString bs2 = new BoxedString
(“Dies ist noch ein Text“);
// BoxedString.width ist automatisch korrekt
Martin Griebl
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Statische Methoden
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Definition: eine statische Methode gehört zur Klasse, nicht zu einzelnen Objekten
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kann daher nur auf statische Attribute zugreifen und statische Methoden aufrufen
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Beispiel: public static void main (...) ... ■
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Nicht jedes Objekt hat sein main, sondern die Klasse einmal. In main werden erst Objekte kreiert.
Zweck: Notationsvereinfachung für Utility­Klassen wie Math, System,..., denn erst ein Math­Objekt erzeugen zu müssen, um dann dessen .sin(1.3) aufzurufen, wäre sinnlos. Stattdessen: Math.sin(1.3)
Martin Griebl
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Initialisierung von Variablen
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statische Attribute werden beim Laden der Klasse initialisiert (ggf. mit einem Standardwert)
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normale Attribute werden beim Kreieren des Objekts initialisiert (ggf. mit einem Standardwert)
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Lokale Variablen werden bei der ersten Wertzuweisung initialisiert (sofern es sie gibt, d.h.: keine Standardinitialisierung)
Martin Griebl
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Spezielle Arten von Klassen
Die im Folgenden vorgestellten Klassen sind hier nur der Vollständigkeit halber erwähnt; den Sinn Innerer Klassen werden wir nach der Diskussion von Sichtbarkeiten verstehen.
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Martin Griebl
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Innere Klassen
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Verschachtelte Klassen
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Lokale Klassen
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Anonyme Klassen
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Innere und verschachtelte Klassen
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Definition: eine Klasse, die innerhalb einer anderen Klasse deklariert wird und nicht als static deklariert ist, ist eine (echte) innere Klasse
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innerhalb, aber static => verschachtelte Klasse
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(Echte) innere Klassen erlauben keine static Attribute, verschachtelte Klassen schon
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verschachtelte Klassen sind wie „normale äußere“ Klassen
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Objekte innerer Klassen gehören zu einem „äußeren Objekt“ und können, nachdem dieses sie erzeugt hat, auf dessen Attribute und Methoden zugreifen.
Martin Griebl
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Innere Klassen
(Künstliches) Beispiel:
class Outer {
int a=42;
int foo(int x) { return 2*x; }
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class Inner {
int i = foo(a);
void bar() { this.i = Outer.this.a; }
}
}
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analoge Notation zu this für new und super, z.B:
Outer o = new Outer();
Outer.Inner i = o.new Inner();
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Lokale Klassen
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Definition: innerhalb einer Methode oder eines Blocks definierte Klasse
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static ist sinnlos; nur im Block sichtbar
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können nicht auf die Variablen (sondern nur finals) der Methode zugreifen
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Anonyme Klassen
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Definition: lokale Klassen ohne Namen ■
damit ohne Konstruktor => Erweiterung von new um Argumente und Klassenrumpf
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Beispiel: Minimalstklassen im Zusammenhang mit GUIs (nicht Thema der Vorlesung)
Martin Griebl
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Anonyme Klassen
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Beispiel au dem GUI­Bereich: void foo() {
class Mylistener extends MouseAdapter {
public void mouseClicked(...) {doSomething();}
}
window.addMouseListener(new Mylistener()); ...
}
wird zu
void foo() {
window.addMouseListener(new MouseAdapter(){
public void mouseClicked(...) {doSomething();}
} ); ... }
Martin Griebl
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Enumerationstypen in Java
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Enumerationstypen sind endliche Datentypen, deren mögliche Werte aufgezählt werden.
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Beispiel: Ampelfarben sind rot, gelb, gruen
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Hacker­Alternative: rot ≙ 0, gelb ≙ 1, gruen ≙ 2
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anständiger Hacker: public static final int rot=0; ...
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Immer noch keine Typsicherheit!
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Elegante Lösung seit Java 1.5:
enum Ampelfarbe {rot, gelb, gruen};
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Enumerationstypen in Java
Erweiterungen:
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Martin Griebl
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Argumente in () erlauben, eine allgemeine Konstruktorfunktion zu schreiben – mit Attributen
Beispiel: enum Coin { penny(1), nickel(5), dime(10), quater(25);
private final int val;
Coin(int value) { val=value; }
public int value() { return val;} }
Und beim Aufrufer:
Coin c = nickel;
int v = c.value();
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Methoden in {} erlauben, individuelle Methodendefinitionen für jeden Wert zu schreiben
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Allgemeinere for­Schleifen ab Java 1.5
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bisher nur: for (int i=0; i<100; i++) {...}
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Wunsch: ähnliches, komfortables for für Enumerationstypen
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Lösung: die „for­in“­Schleife for (Ampelfarbe farb : Ampelfarbe.values()) {
System.out.println(farb);
}
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values() ist geschenkt; (implizites) toString() auch
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Dasselbe funktioniert für Iteratoren (später in der Vorlesung) und auch für Arrays:
int [] a = {1,17,4,42};
for (int i : a ) { ... }
Martin Griebl
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Warnung
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Vorsicht: das Weiterlesen könnte dazu führen, dass Sie nicht mehr Java programmieren wollen
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Wenn sich dieser Zustand einstellen sollte: überspringen Sie den Teil lieber. Er ist nur der Vollständigkeit halber angegeben und zeigt den trickreichen Einsatz von Interfaces und anonymen Klassen.
Martin Griebl
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Methoden als Argumente
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Methoden als Parameter (z.B. Sortierung oder für eine Differenzier­
Funktion diff die zu differenzierende Funktion f)
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Erste Lösung: double diff(Fun f, double x) {...}
interface Fun { double apply(double x) ; }
class MyExpoFun implements Fun {
public double apply(double x) {
return Math.exp(2*x*x)/(x+1); }
double d = diff( new MyExpoFun(), 0 );
Martin Griebl
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Methoden als Argumente
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Anonyme Klassen vermeiden die Namenssuche
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Lösung: double diff(Fun f, double x) {...}
interface Fun { double apply(double x) ; }
double d = diff( new Fun() {
public double apply(double x) {
return Math.exp(2*x*x)/(x+1); },
}, 0 );
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Meinungen?
Martin Griebl
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Methoden als Argumente
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Etwas schönere Lösung (doch mit einem Namen, aber ohne Klasse, also in dem Sinne immer noch eine anonyme Klasse): double diff(Fun f, double x) {...}
interface Fun { double apply(double x) ; }
Fun g = new Fun() {
public double apply(double x) {
return Math.exp(2*x*x)/(x+1); }
};
double d = diff( g,0 );
Martin Griebl
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Methoden als Rückgabewerte
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Beispiel: g = shift (f,delta), also g(x) = f(x­delta)
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Lösung:
Fun shift (final Fun f, final double delta) {
return new Fun() {
public double apply(double x) {
return f.apply(x­delta);
}
};
}
Martin Griebl
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Methoden als Rückgabewerte
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Anwendungsbeispiel: cos = shift (sin,­/2)
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Anwendung: Fun myCos = shift(mySin, ­Math.PI/2);
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mit der zusätzlichen Definition
Fun mySin = new Fun () {
public double apply(double x) {
return Math.sin(x);
}
};
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Meinungen?
Martin Griebl
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Zusammenfassung
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Statische Attribute und Methoden verhindern unnötiges Kreieren einer einzigen Laufzeitinstanz
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Klassen kann man schachteln
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Es gibt namenlose Klassen
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Enumerationstypen und erweiterte for­Schleifen sind schöne Erweiterungen in Java 1.5
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Methoden höherer Ordnung sind krückenhaft implementierbar
Martin Griebl
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