Interfaces

Question 1

Konto-Schnittstelle mit 2 Implementierungen

Answer 1

° Klasse Konto bietet an ihrer Schnittstelle die Operationen: einzahlen, auszahlen, gibSaldo
° Implementierung benutzt eine Feldvariable, um den Saldo zu speichern
- Jede Ein- und Auszahlung verändert den Wert dieser Variablen
° Implementierung könnte eine Liste benutzen:
- Speichert jede Ein- und Auszahlung in einer Liste
- Saldo wird erst berechnet, wenn gibSaldo aufgerufen wird, indem die Ein- und Auszahlungen aufaddiert werden

° Für Klienten verändert sich nichts:

• In beiden Fällen werden die sichtbaren Operationen aufgerufen und erhält die gleichen Ergebnisse
• Objektbenutzung bleibt unverändert
• Operationen des Interfaces genauso aufrufbar wie die einer Klasse

Question 2

Interface Beispiel

Answer 2

interface Konto
{
   void einzahlen (int betrag);
   void auszahlen (int betrag);
   int gibSaldo();
}

Question 3

Eigenschaften von Interfaces

Answer 3

° Sammlungen von Methodenköpfen
° Alle Methoden in einem Interface sind implizit public
° Enthalten keine Methodenrümpfe
° Definieren keine Felder
° Sind nicht instanziierbar (keine Exemplare)
° werden von Klassen implementiert

Question 4

Interfaces werden durch Klassen implementiert

Answer 4

° Klasse kann deklarieren, dass sie eine Interface implementiert
° Klasse muss für jede Operation des Interfaces eine Methode anbieten
° sie erfüllt dann das Interface
° Immer wenn ein Objekt mit einem bestimmten Interface erwartet wird, kann eine Referenz auf ein Exemplar einer implementierenden Klasse verwendet werden

Question 5

Implementation Beispiel

Answer 5

class KontoSimpel implements Konto
{
   private int _saldo;
   public void einzahlen(int betrag) {...}
   public void auszahlen(int betrag) {...}
   public int gibSaldo() {...}
}

Question 6

Auswirkung bei Erzeugung

Answer 6

° Bei der Objekterzeugung muss eine implementierende Klasse angegeben werden

Question 7

Trennung von Schnittstelle und Implementation mit Interfaces

Answer 7

° Klientenklasse benutzt die Dienstleistungen des Interface und ist dadurch von der konkreten Anbieterklasse entkoppelt

Question 8

Interface als Spezifikation

Answer 8

° Das Interface Konto ist aus einer Klasse abgeleitet
° Methoden wurden in einem Interface beschrieben
° Interface wird definiert und der Umgang für enen Typ wird festgelegt
° Köpfe der Operationen werden festgelegt (mit Kommentar)
° Interface bildet eine Spezifikation, die Klasse eine mögliche Realisierung

Question 9

Spezifikation allgemein

Answer 9

° Beschreibung der gewünschten Funktionalität einer (Software-)Einheit
° Was soll die Einheit leisten?
° Aber nicht, wie sie diese Leistung erbringt
° Unterscheidung zwischen:
- informell (natürlichsprachliche)
- formal (z.B. mathematische)

Question 10

Interface sind auch Typen

Answer 10

° Jede Klasse definiert einen Typ
- durch Schnittstelle (Operationen)
- durch Menger der Exemplare (Wertemenge)
° In Java ist Interface auch als Typ definiert
- durch Schnittstelle
- durch Menge der Exemplare aller Klassen, die dieses Interface erfüllen, d.h. die die Schnittstelle des Interface implementieren
° Für einen Typ im OO Sinne ist wichtig:
- Welche Objekte zur Wertemenge des Typs gehören
- Welche Operationen auf diesen Objekten zulässig ist
- NICHT wie die Operationen implementiert sind

Question 11

Erweiterter objektorientierter Typbegriff

Answer 11

° Typ definiert das Verhalten von Objekten durch eine Schnittstelle, ohne die Implementation der Operationen und des inneren Zustands festzulegen
° Folge:
- Ein Objekt wird von genau einer Klasse erzeugt
- Da eine Klasse auch mehrere Interfaces erfüllen kann, kann ein Objekt zu mehr als einem Typ gehören

Question 12

Statischer Typ

Answer 12

° durch deklarierten Typ definiert
° Statisch, weil er zur Übersetzungszeit feststeht
° legt die aufrufbaren Operationen der Varable fest
° Compiler überprüft zur Übersetzungszeit, ob die genannten Operation im statischen Typ defieniert ist

Konto k ; // Konto ist hier der statische Typ von k
k.einzahlen(200); // einzahlen ist hier eine Operation

Question 13

Dynamischer Typ

Answer 13

° hängt von der Klasse des Objektes ab, auf das die Referenzvariable zur Laufzeit verweist
° bestimmt die Implementation und ist dynamisch in zweierlei Hinsicht:
- kann erst zur Laufzeit ermittelt werden
- kann sich während der Laufzeit ändern
° Objekt hingegen ändert seinen Typ nicht; es bleibt sein Leben lang ein Exemplar seiner Klasse
° Dynamischer Typ einer Variablen entscheidet darüber, welche konkrete Methode bei einem Operationsaufruf ausgeführt wird
° Diese Entscheidung wird erst zur Laufzeit getroffen und wird dynamisches Binden (einer Methode) genannt

k = new KontoSimpel(); //dynamischer Typ von k: KontoSimpel
k = new KontoAnders(); // neuer dynamischer Typ von k: KontoAnders

Question 14

Typtest mit instanceof

Answer 14

° Jedes erzeugte Java-Objekt ist ein Exemplar von genau einer Klasse
° Diese Zugehörigkeit zu der erzeugenden Klasse ändert sich nicht
° Ein Objekt kann mit instanceof überprüft werden welcher Klasse es angehört
° Diese boolesche Operation nennen wir im Folgenden einen Typtest

Konto k; // Konto sei hier ein Interface
…
if (k instanceof KontoSimpel) // wenn k eine gültige Referenz
// auf ein Exemplar der Klasse
// KontoSimpel hält

Question 15

Typzusicherungen

Answer 15

° Klienten sollten ausschließlich mit dem statischen Typ umgehen
° Bei Situationen in denen Operationen des dynamischen Typs aufgerufen werden müssen, muss der Typ zugesichert werden
° Syntaktisch ähnlich wie eine Typumwandlung bei primitiven Typen
° Weder Objekt noch Objektreferenz werden verändert

Konto k; // Konto sei hier ein Interface
…
if (k instanceof KontoSimpel) // wenn k eine gültige Referenz auf ein
{ // Exemplar der Klasse KontoSimpel hält
KontoSimpel ki = (KontoSimpel)k;
…
// Nun Operationsaufrufe von KontoSimpel möglich