OOP mit Java: Klassen, Objekte, Referenzen und Konstruktoren

Klassen, Objekte, Referenzen und Konstruktoren

Klassen

Klassen Muster für strukturierte Datentypen und darauf definierten Operationen. Bestandteile von Klassen: Variablen und Methoden Variablen Datenkomponenten in einer Klasse Methoden Operationen auf diesen Datenkomponenten Beispiel class X {   int d;     public   int getD() {     return d;   }     public   void setD(int d1) {     d = d1;   } } In Java gilt: Klassen sind etwas Statisches. Die Eingenschaften einer Klasse sind vollständig zur Übersetzungszeit bekannt.

Objekte

Objekt ein Exemplar, eine Instanz einer Klasse Erzeugung mit dem new-Operator   ... new X() ... Referenz Verweis, Zeiger auf ein Objekt new liefert einen Verweis, eine Referenz auf ein Objekt Ein Objekt wird eindeutig durch eine Referenz identifiziert. Variablen mit einem Referenztyp (class, interface, array) enthalten immer eine Referenz auf ein Objekt   X x1 = new X(); X x2; ... x2 = new X(); Die Variablen eines Objektes bilden den Zustand des Objekts. Initialisierung von Referenzvariablen mit der ungültigen Referenz null   X x1; X x1 = null;  // gleichwertig Dereferenzieren mit .-Notation   X x1;   ... x1.d ... ... x1.getD() ... Überprüfung immer auf ungültiges Dereferenzieren   X x1 = null;   x1.setD(42);  // --> Ausnahme wird ausgelöst   --> NullPointerException Vergleiche auf Referenzen   X x1, x2;   ... (x1 == x2) ... Die Referenzen werden verglichen, nicht die Zustände der Objekte Zuweisungen mit Variablen vom Typ class kopieren immer nur die Referenz auf ein Objekt   X x1,x2;   x1 = new X(); x2 = x1; x2.setD(42); ... x1.getD() ... // --> 42 Speicherfreigabe von Objekten implizit, automatisch, wenn keine Referenz mehr existiert.   x1 = null; x2 = null;  // Freigabe wird möglich             // keine "Speicherlecks" Object eine vordefinierte Klasse. Alle Klassen sind Unterklassen der Klasse Object Alle Klassen enthalten mindestens die Methoden aus der Klasse Object Objekte sind etwas Dynamisches. Objekte existieren erst zur Laufzeit.

Vordefinierte Klassen für einfache Datentypen

Klassen Typ Klasse int Integer byte Byte short Short long Long float Float double Double char Character Methoden zur Konversion von Werten   public static String toString(int i) public static int parseInt(String s)   public byte   byteValue() public short  shortValue() public long   longValue() public float  floatValue() public double doubleValue() Konstanten public static final int MIN_VALUE public static final int MAX_VALUE

Die String Klasse

String vordefiniert im Paket java.lang Eigenschaften kein char Array nicht 0-terminiert kein explizites Längenfeld eigenständiger abstrakter Datentyp Erzeugen String s = "eine Zeichenreihe";   String s = new String("eine Zeichenreihe"); Verkettung Operator + zum Konkatenieren von Zeichenreihen   "zusammengesetzt aus" + "2 Teilen" Konvertierung in der Klasse String gibt es für alle einfachen Datentypen Methoden valueOf zur Konvertierung in Zeichenreihen.   Impliziter Aufruf:   int    i = 2,        j = 3;   String s = i + " + " + j + " = " + (i + j);   String t = "2 + 3 = 5"; fix Strings können nicht verändert werden StringBuilder ab Java 1.5, können verändert werden StringBuffer können verändert werden Operationen werden synchronisiert (thread-save) gleiche Schnittstelle wie StringBuilder

Objektvariablen und Klassenvariablen

Objektvariablen jedes Objekt besitzt sein eigenes Exemplar der in der Klasse deklarierten Variablen   class X {   int i; }   X x1 = new X(); X x2 = new X();   x1.i = 5; // x2.i == 0   x2.i = 6; // x1.i == 5 Klassenvariablen (static-Variablen) alle Objekte arbeiten mit dem gleichen Exemplar der in der Klasse deklarierten Variablen   class X {   static   int s; }   X x1 = new X(); X x2 = new X();   x1.s = 5; // x2.s == 5 x2.s = 6; // x1.s == 6           // X.s  == 6 Konstantendefinitionen durch Klassenvariablen mit final Attribut, auch in Schnittstellen erlaubt   class X {   final static int    THE_ANSWER = 42;   final static String THE_QUESTION = "???"; } Klassenmethoden (static-Methoden) Methoden, die nicht auf den Daten eines Objekts arbeiten, sondern höchstens auf den Klassenvariablen   class X {   static   int i;     int j;     static   void f() {     ... i ... // legal     ... j ... // nicht zugreifbar   } } einfache Funktionen, sin, cos, ..., werden als Klassenfunktionen der Klasse Math implementiert.   Klassen als Namensraum verwendet

Konstruktoren

Erzeugung von Objekten mit Konstruktor-Funktionen Namenskonvention Konstruktorname = Klassenname Aufgabe Initialisierung von Datenfeldern bei der Erzeugung von Objekten Beispiel class X {   private   int i;     public X() {     i = 24;   } } NIE uninitialisierte Variablen problemspezifische Initialisierung wird erzwungen default- Konstruktor Ist kein Konstruktor in einer Klasse angegeben, so wird ein default-Konstruktor vom Java-Compiler generiert. In diesem werden alle Datenkomponenten mit den default-Werten initialisiert. Beispiel class X {   private   int i; }   ist gleichwertig zu   class X {   private   int i;     public X() {     i = 0;   } } Konstruktoren mit Parameter erlauben eine flexible Initialisierung Beispiel class X {   private   int i;     public X(int i) {     this.i = i;   } }   Aufruf   ... new X(13) ...   hier fehlerhaft   ... new X() ... Überladen von Konstruktoren ist möglich   Die Konstruktoren müssen sich aber in der Anzahl oder der Art der Parameter unterscheiden Beispiel class X {   private   int i;     public X() {     i = 24;   }     public X(int i) {     this.i = i;   } }   ist o.k.   Aufrufe   ... new X(13) ... ... new X() ...   class X {   private   int i;     public X() {     i = 24;   }     public X() {     i = 42;   } }   ist fehlerhaft Konstruktoren sind im Aufruf nicht unterscheidbar Variante Konstruktoren können andere Konstruktoren aufrufen Vermeidung von Codeverdopplung Beispiel class X {   private   int i;     public X() {     this(24);   }     public X(int i) {     this.i = i;   } }   ist gleichwertig zu   class X {   private   int i;     public X() {     i = 24;   }     public X(int i) {     this.i = i;   } } Klassenvariablen werden üblicherweise nicht mittels Konstruktoren initialisiert, können aber referenziert werden Beispiel class X {   static   int numberOfXObjects = 0;     private   int i;     public X() {     ++ numberOfXObjects;   } }   zum Zählen der erzeugten Objekte für eine Klasse

Letzte Änderung: 27.04.2010

© Prof. Dr. Uwe Schmidt