Softwaretechnik 1 Vorlesung Neuere Sprachelemente in Java
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Softwaretechnik 1
Vorlesung
Neuere Sprachelemente in Java
Prof. Dr. Bernhard Rumpe
Software Systems Engineering
Technische Universität Braunschweig
http://www.sse.cs.tu-bs.de/
Prof. Dr. B. Rumpe
Software Systems
Engineering
TU Braunschweig
Seite
Neuerungen seit Java 5.0
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vl15.fse/01/K2
Java Spracherweiterungen
• Statische Imports
• Variable Parameteranzahl
• Automatisches Boxing
• Annotations
• Aufzählungstypen
• Iteration
• Generische Typen
• …
Verbesserung der Java Virtual Machine
Erweiterung der Klassenbibliothek
...
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Java 5.0 – Statische Imports
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vl15.fse/01/K2
alt: Zugriff auf statische Elemente über Klassennamen
double s = Math.cos(Math.PI);
neu: Import von statischen Elementen, unqualifizierte Verwendung
import static java.lang.Math.*;
…
double s = cos(PI);
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Java 5.0 – Variable Parameteranzahl
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vl15.fse/01/K2
alt: Methoden nur mit fester Parameteranzahl
int sum(int val1, int val2) { ... };
int sum(int val1, int val2, int val3) { ... };
int sum(List values) { ... };
neu: Methoden auch mit beliebiger Parameteranzahl, Zugriff wie auf
ein Array
int sum(int... values) {
int result = 0;
for(int i = 0; i < values.length; i++)
result += values[i];
return result;
}
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Java 5.0 – Automatisches Boxing
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vl15.fse/01/K2
alt: manuelles „ein- und auspacken“ der primitiven Typen
Integer i1 = new Integer (5);
list.add(i1);
int i2 = i1.intValue() + 2 ;
//boxing
//unboxing
neu:
list.add(5);
Integer i1 = 5;
int i2 = i1 + 2;
//auto-boxing
//auto-boxing
//auto-unboxing
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Java 5.0 – Annotations
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Metainformationen im Quellcode
Kein direkter Einfluss auf die Semantik
Lesbar durch Tools oder Libraries aus Quellcode, Class-Files und
zur Laufzeit
Eigene Annotations können entwickelt werden
Beispiel (JUnit 4 Test):
@Test(timeout = 1000)
public void testInfinity() {
while (true)
;
}
@ gefolgt vom Annotation-Typ
Parameter können
übergeben werden
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Java 5.0 – Aufzählungstypen
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alt: kein expliziter Aufzählungstyp vorhanden
• Abhilfe:
• Liste von Konstanten
• „Aufzählungsmuster“
neu:
enum Wochentag {
MO, DI, MI, DO, FR, SA, SO;
public boolean isWerktag() {
switch(this) {
case SO :
case SA : return false;
default : return true;
}
}
public static void main(String[] args) {
Wochentag t = Wochentag.DI;
System.out.println(t + " " + t.isWerktag());
}
// DI true
}
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Java 5.0 – Iteration
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alt: Schleifensteuerung explizit ausprogrammieren
public static void main(String[] args) {
for ( int i = 0; i < args.length; i++ )
System.out.println( args[i] );
}
neu: „for each“
• verfügbar, falls Interface java.lang.Iterable implementiert wird
• für alle neuen Collections und Arrays verfügbar
public static void main(String[] args) {
for ( String arg : args )
System.out.println( arg );
}
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Java 5.0 – Generische Typen, Motivation
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vl15.fse/01/K2
Bisher: Containerklassen speichern Objekte vom Typ Object
ArrayList stringlist = new ArrayList();
stringlist.add (“Hallo“);
Folgen:
Container akzeptiert jedes Objekt. Kein Schutz gegen Objekte eines
„unerwünschten“ Typs.
stringlist.add (new Integer(5));
Container liefert immer Object. Cast von Objekten nötig, da
Typinformation verloren geht.
String s0 = (String) stringlist.get(0);
String s1 = (String) stringlist.get(1); // Laufzeitfehler
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Java 5.0 – Generische Typen, Lösung
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Generische Typen erlauben statische Überprüfung der
Typsicherheit zur Übersetzungszeit
ArrayList<String> stringlist = new ArrayList <String>();
stringlist.add (“Hallo“);
stringlist.add (new Integer(5)); //compile Fehler
String s0 = stringlist.get(0);
Es werden keine Casts mehr benötigt
Typinformation bleibt erhalten
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Java 5.0 – Generische Typen
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vl15.fse/01/K2
Klassen oder Interfaces wie bisher definieren + Typvariable T
Typvariable im Klassenrumpf wie konkreter Typ verwendbar
class Box <T> {
T inhalt;
Box (T inhalt) {this.inhalt = inhalt;}
void setInhalt (T inhalt) {…};
T getInhalt() {…} ;
}
Anwendung: Festlegung auf einen konkreten Typ für T
Box<String> b1 = new Box<String>(“Hallo“);
Box<Integer> b2 = new Box<Integer>(5);
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Java 5.0 – Generische Typen, mehrere Typvariablen
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vl15.fse/01/K2
Definition mit Typvariablen-Liste: <T1, T2, …>
class Pair <T,U> {
T first;
U second;
Anwendung:
Pair(T fst, U snd) {
first = fst;
second = snd;
}
…
}
Pair<String, Integer> p = new Pair<String, Integer> (“Hallo“, 5);
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Java 5.0 – Generische Typen, Vererbung
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vl15.fse/01/K2
Von generischen Klassen lassen sich Unterklassen bilden
class UniPair <T> extends Pair <T,T> {
UniPair(T fst, T snd) {
super(fst,snd);
}
…
}
Unterklassen müssen keine generischen Klassen sein
class StringUniPair extends UniPair <String> {
StringUniPair(String fst, String snd) {
super(fst,snd);
}
…
}
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Java 5.0 – Generische Typen, Vererbung
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Etwas unintuitive Typbeziehung:
LinkedList<String> ist Subtyp von List<String>
List<String> ist aber nicht Subtyp von List<Object>
List<String> slist = new LinkedList<String>();
List<Object> olist = slist; //nicht möglich
olist.add(new Object());
//Zuweisung von Object an String
String s = slist.get(0);
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Java 5.0 – Generische Typen, Wildcards
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vl15.fse/01/K2
Problem: Ausgabe einer Collection
alt: public void printCollection (Collection c) {
Iterator i = c.iterator();
for(k=0; k<c.size(); k++) { System.out.println(i.next()); }
}
neu: 1. Versuch mit Generics
public void printCollection (Collection<Object> c) {
for(Object e: c) { System.out.println(e); }
}
neu: 2. Versuch, Collection<Object> ist kein Supertyp aller
Collections, es ist Collection<?> (collection of unknown)
public void printCollection (Collection<?> c) {
for(Object e: c) { System.out.println(e); }
}
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Java 5.0 – Generische Typen, Wildcards
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vl15.fse/01/K2
ArrayList<? extends Number> list;
Typargument muss vom Number
abgeleitet sein (upper bound
wildcard)
ArrayList<? super Number> list;
Typargument muss Basisklasse vom
Number sein (lower bound wildcard)
list = new ArrayList<Integer>(); //ok
list = new ArrayList<Integer>(); //error
list = new ArrayList<Object>(); //error list = new ArrayList<Object>(); //ok
Lesen +
Number n = list.get(0);
Lesen //ok
Schreiben list.add(new Integer(5)); //error
Number n = list.get(0); //error
Schreiben +
list.add(new Integer(5)); //ok
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Java 5.0 – Generische Typen, Wildcards
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vl15.fse/01/K2
Beispiel:
List<? extends Number> numberList;
List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
numberList = intList;
numberList.add(new Integer(0)); //compile Fehler
intList.add(new Integer(0));
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Java 5.0 – Generische Typen, Type Bounds
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vl15.fse/01/K2
Type Bounds mit „extends“ funktionieren nicht nur für Wildcards
sondern auch für Typvariablen
Einschränkung der Typen durch maximal 1 Oberklasse und
beliebige Anzahl von Interfaces
class Box<T extends Comparable & Serializable> {…}
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Java 5.0 – Generische Methoden
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vl15.fse/01/K2
Problem: Elemente eines Arrays in eine Collection füllen
1. Versuch:
static void fromArrayToCollection (Object[ ] a, Collection <?> c){
for (Object o : a)
c.add(o);
// compile Fehler
}
Objects können nicht in Collection mit unbekanntem Typ eingefügt
werden.
2. Versuch: Verwendung einer Generischen Methode, einer
Methode, die mit einer Typvariablen parametrisiert ist.
static <T> void fromArrayToCollection (T[ ] a, Collection <T> c){
for (T o : a)
c.add(o);
}
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Java Spracherweiterungen
• Statische Imports
• Variable Parameteranzahl
• Automatisches Boxing
• Aufzählungstypen
• Iteration
• Generische Typen
• Annotations
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Erweiterung der Klassenbibliothek
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