Vererbung

• Prinzip der Vererbung:
  • Erzeugung einer neuen Klasse durch Ableitung von einer vorhandenen Klasse (der Basisklasse)
  • die neue Klasse enthält alle Datenfelder und Methoden der Basisklasse, mit Ausnahme der Konstruktoren
• Abgeleitete Klasse:
  • kann zusätzliche Datenfelder und Methoden definieren (erweitert die Basisklasse)
  • kann Methoden der Basisklasse durch gleichnamige Methoden überschreiben
  • kann mit super.NAME auf überschriebene Datenfelder oder Methoden zugreifen
  • Objekt der abgeleiteten Klasse ist auch vom Typ der Basisklasse
• Beispiel:
  • Basisklasse Polygon, beschreibt allgemeines n-Eck

    • public class Polygon {
        private Punkt[] punkte;  // Liste der Eckpunkte
       
        public Polygon(Punkt[] p) { ... }
        public void drehe(double Winkel) { ... }
        public double flächeninhalt() { ... }
      }
      

  • abgeleitete Klasse Dreieck

    • public class Dreieck extends Polygon {
        private double radius;
          // zwischengespeichert wegen Performance
               
        public Dreieck(Punkt a, Punkt b, Punkt c) { ...}
        public Punkt umkreisMittelpunkt() { ... }
      }
      

  • bildlich:
    
  • Dreieck "ist ein" Polygon in doppelter Hinsicht:
    1. enthält (bis auf den Konstruktor) alle Datenfelder und Methoden von Polygon
    2. kann überall dort verwendet werden, wo ein Polygon stehen soll, z.B.:

       Polygon p;   // nur eine Referenz!
       Dreieck d = new Dreieck(..);
       p = d;       
         // p zeigt auf ein Polygon, nämlich d
       p.drehe(90.0); 
       

  • Dreieck ist ein besonderes Polygon, es kann mehr. Etwa mit den obigen Bezeichnungen:

      Punkt mitte = d.umkreisMittelpunkt();
           
      // !! Fehler:
      Punkt mitte2 = p.umkreisMittelpunkt();
      // geht nicht, denn ein Polygon hat keine 
      // Methode umkreisMittelpunkt - auch dann nicht,
      //  wenn p "in Wirklichkeit" ein Dreieck ist
    

• Konstruktoren und Vererbung:
  • Kontruktor einer abgeleiteten Klasse
    • kann Konstruktoren der Basisklasse zur Initialisierung der Basiskomponenten verwenden
    • Aufruf mit super
    • muss die erste Anweisung im Konstruktor sein
  • Beispiel:

    • public Dreieck(Punkt a, Punkt b, Punkt c) {
        super( new Punkt[] {a, b, c} );   
          // erzeugt Array aus a, b, c
      }
      

  • kein super-Aufruf verwendet →
    • Compiler fügt automatisch super() ein
    • meldet Fehler, wenn es keinen Konstruktor ohne Argumente (Standard-Konstruktor) gibt
• Zugriffskontrolle bei Vererbung:
  • abgeleitete Klasse enthält zwar die privaten Datenfelder und Methoden der Basisklasse, kann sie aber nicht selbst verwenden
  • weitere Zugriffsklasse protected
    • erlaubt den Zugriff nur für abgeleitete Klassen
    • "Familien-Angelegenheit" ("privat außer für meine Kinder")
    • Vorteil: leichtere Implementierung der Methoden für die abgeleiteten Klassen
    • Nachteil: abgeleitete Klassen müssen sich bei internen Änderungen der Basisklassen anpassen
• Beispiel Dreieck extends Polygon
  • Problem
    • punkte in Polygon privat
    • → Dreieck kann umkreisMittelpunkt nicht implementieren
  • Ausweg 1
    • punkte wird protected
    • schnelle Implementierung
    • Dreieck sieht Interna von Polygon
  • Ausweg 2
    • Polygon hat Methode
        public Punkt[] getPunkte()
    • gut gekapselt
    • ineffizienter für Dreieck
• Basisklasse Object:
  • Java-Standardklasse, von der alle anderen Klassen abstammen
  • Klassen ohne explizite Basisklasse direkt von Object abgeleitet
  • stellt einige Grundfunktionen zur Verfügung, darunter:

    • Methode	Bedeutung
      String toString()	gibt einen String aus Klassennamen und Code zurück
      boolean equals(Object o)	prüft nur auf Gleichheit der Zeiger

    • von allen Java-Standardklassen sinnvoll überschrieben
    • sinnvoll auch für eigene Klassen