Klassen und Objekte

Klassen und Objekte
Wiederholungsvorlesung
Programmiermethodik und Compilerbau,
2003
Klassen und Objekte(1)
•
•
Eine Klasse definiert einen neuen, höheren Datentyp
Eine Klasse besteht aus
– Variablen (Daten...)
– Methoden (Manipulation dieser Daten)
•
Definition einer Klasse in Java:
Schlüsselwort class
class Person {
String name;
int Alter;
Variablen
Methode
public void ausgabe() { ... }
}
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Klassen und Objekte(2)
• Ein Objekt ist eine Instanz einer Klasse
?
Attribute einer Person:
Name, Alter
Objekt ist Instanz
einer Klasse
Xaver, 23 Jahre
Eine Klasse
Ein Objekt
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2003
Klassen und Objekte(3)
• Damit: Eine Klasse ist sozusagen ein „Bauplan“ für
ein konkretes Objekt
• Um in Java ein Objekt einer Klasse zu erzeugen,
dient das Schlüsselwort new:
class Person { ... }
// ... Beliebige Programmstelle...
Person xaver = new Person();
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Erzeugung von Objekten
• Erzeugung eines Objekts:
Person xaver = new Person();
Klassentyp
Referenz auf
ein Person-Objekt
Mit new ein Objekt
erzeugen
• Zugriff auf die Eigenschaften eines Objekts:
xaver.name = “Xaver“;
xaver.alter = 23;
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Methoden
• Methoden: Teilprogramme, die die Daten eines
Objektes bearbeiten:
• class Person {
int alter;
String name;
Methode, gibt die jeweilige
Person aus
public void ausgabe() {
System.out.println(name+ “ ist “+
alter+“ Jahre alt.“)
}
}
Innerhalb einer Klasse kann auf die
Attribute einfach zugegriffen werden
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Methodenaufruf
• Aufruf einer Methode
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person();
Person p2 = new Person();
p1.name = “Xaver“; p1.alter = 23;
p2.name = “Yvonne“; p2.alter = 21;
p1.ausgabe();
p2.ausgabe();
Xaver ist 23 Jahre alt.
Yvonne ist 21 Jahre alt.
}
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Konstruktion von Objekten
• Zur Initialisierung von Objekten gibt es spezielle
Methoden:
Methode ohne
Rückgabewert, Name
gleich der Klasse:
class Person {
String name;
Person(String n) {
name = n;
}
Ein Konstruktor (denn er
"konstruiert" das Objekt)
}
Kontruktoraufruf bei
...
Erzeugung des Objektes
Person p3 = new Person("Xaver");
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Konstruktion von Objekten
• Mehrere Konstruktoren erlaubt
• Gegenseitiges Aufrufen möglich
• Default-Konstruktor: Jede Klasse besitzt automatisch
einen Konstruktor ohne Parameter
class Person {
String name;
Konstruktor ruft mit
Schlüsselwort "this"
weiteren Konstruktor auf
Person() { this("Namenlos"); }
Person(String name) {
this.name = name;
}
}
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Selbstreferenz this
• this bezeichnet immer das aktuelle Objekt
• Verwendungsbeispiele:
– this zur Auflösung von Namenskonflikten
– this zum Aufrufen eines weiteren Konstruktors
"Rufe den Konstruktor
dieser Klasse auf, die
einen String als
class Person {
String name;
Parameter hat"
Person() { this("Namenlos"); }
Person(String name) {
this.name = name;
Namenskonflikt: Attribut
}
}
der Klasse und
übergebener Parameter
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public und private
Public: Zugriff auf eine Variable / Methode ist von
außerhalb erlaubt
Private: Zugriff auf eine Variable / Methode ist nur
innerhalb der Klasse erlaubt
Damit kann der Zugriff auf die Eigenschaften eines
Objektes eingeschränkt werden
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public und private
• Schlechtes Beispiel:
public class Rechteck {
public int hoehe, breite, flaeche;
}
...
Rechteck r = new Rechteck();
r.hoehe = 10;
r.breite = 5;
r.flaeche = 42;
Freier Zugriff auf alle
Felder des Objekts führt
hier zu einem
inkonsistenten Objekt!
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public und private
• Besser: "Verstecken" der Eigenschaften, dafür
Methoden für den Zugriff, um Zustand konsistent zu
halten:
public class Rechteck {
private int hoehe, breite, flaeche;
public void setHoehe(int hoehe) {
this.hoehe = hoehe;
flaeche = breite*hoehe;
Bei Änderung der Höhe
}
Fläche neu berechnen
public int getHoehe() { return hoehe; }
}
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public und private
• Public/Private bei Methoden:
– private: Methode kann nur innerhalb der eigenen Klasse
aufgerufen werden
– public: Methode ist auch außerhalb der eigenen Klasse
sichtbar
• Public bei Klassen: Klasse ist nach außen sichtbar
(z.b. bei mehreren Klassendefinitionen in einer Datei)
• "Geheimnisprinzip"
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Referenzen (Verweise)
• In Java sind Variablen eines Klassentyps immer
Referenzen auf das eigentliche Objekt:
// Was ergibt dieses Programm?
public class Test {
int wert=0;
public static void main(String[] args) {
Test t1 = new Test();
Test t2 = t1;
t1.wert = 5;
System.out.println(t2.wert);
}
}
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Referenzen (Verweise)
• Situation des vorherigen Programms zeichnerisch:
t1
Test
wert: 5
t2
• t1.wert und t2.wert bezeichnen dieselbe Variable!
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Klassenmethoden(1)
Problem: Wenn Code immer mit einem Objekt verknüpft
ist, wo kommt denn dann das erste Objekt her?
Antwort: Es gibt nicht nur Objektmethoden, sondern
auch Klassenmethoden und Klassenvariablen.
Klassenmethoden können ausgeführt werden, ohne
daß ein Objekt der jeweiligen Klasse existiert.
Klassenvariablen existieren genau einmal in der
jeweiligen Klasse.
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Klassenmethoden(2)
Definition einer Klassenmethode:
static void mache_etwas() { ... }
Definition einer Klassenvariable:
static int personenzahl = 0;
Da Klassenmethoden unabhängig von Objekten
aufgerufen werden können, dürfen sie natürlich nicht
auf Objektvariablen zugreifen.
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Klassenmethoden(3)
• Aufruf von Klassenmethoden
class Hilfsroutinen {
public static int min(int a, int b) {
if (a>b) return b; else return a;
}
}
public class MeineKlasse {
public static void main(String[] args) {
int a = Hilfsroutinen.min(4,7);
System.out.println(a);
}
}
Aufruf einer static-Methode:
Klassenname.methodenname(...);
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Klassenvariablen
Beispiel: Zählen von Objektinstanzen
Klasse
public class Person {
static int personenzahl=0;
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person("Xaver");
Person p2 = new Person("Yvonne");
System.out.println(personenzahl);
}
public String name;
Objekt
Person(String name) {
this.name = name; personenzahl++;
}
}
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personenzahl == 1
personenzahl == 2
Ein Zeichenstift(1)
Gegebene Funktionen zum Zeichnen auf einer Fläche:
// erzeugt eine Ausgabefläche
Bildschirm.initialisieren();
// zeichnet eine Linie von (x1,y1) nach (x2,y2)
Bildschirm.zeichneLinie(x1,y1,x2,y2);
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Ein Zeichenstift(2)
(0,0) X
Y
Attribute eines Stiftes:
Position, Richtung
Methoden:
fahre(int distanz);
drehe(int grad)
(600,400)
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