Klassen

Datentyp

Die Klasse stellt die elementare Datenstruktur in der objektorientierten Programmierung (kurz OOP) dar. Eine Klasse ist im Wesentlichen ein Kontainer, der sowohl Variablen als auch Funktionen enthält. Die Funktionen nennt man Methoden, die Variablen nennt man Eigenschaften (engl. property) oder auch Felder (engl. field), nicht zu verwechseln mit der Datenstruktur Feld (engl. array).

  public class BeispielKlasse {

    private int wert1, wert2;

    public BeispielKlasse() { // ein Konstruktor
      wert1 = 7;
      wert2 = 125;
    }

    public int berechneProdukt() {  // Instanzmethode
      return wert1 * wert2;
    }

    public int berechneSumme() {
      return wert1 + wert2;
    }

    public void setzeAllesNull() {
      wert1 = 0;
      wert2 = 0;
    }

    public static void macheIrgendwas() {  // Klassenmethode
      System.out.println("Hello World");
      // kann nicht auf wert1 oder wert2 zugreifen
    }

  }

Die Klasse BeispielKlasse besitzt zwei Eigenschaften und fünf Methoden. Dabei können die (nicht static) Methoden auf die Eigenschaften zugreifen. Was es mit dem static auf sich hat wird weiter unten erläutert.

Die Methode, die den Namen der Klasse trägt und keinen Rückgabetyp hat, nennt man Konstruktor. Sie wird verwendet um neue Objekte zu erstellen. Eine Klasse kann mehrere Konstruktoren besitzen, welche sich dann in der Liste ihrer Parameter unterscheiden müssen. Den Namen und die Typen der Parameter nennt man auch Signatur der Methode.

Instanziierung

Eine Klasse ist nur ein Datentyp. Um damit vernünftig zu arbeiten, werden Variablen dieses Typs benötigt. Diese nennt man Objekte oder auch Instanzen einer Klasse.

  BeispielKlasse obj = new BeispielKlasse();

  System.out.println("Produkt = " + obj.berechneProdukt());
  System.out.println("Summe   = " + obj.berechneSumme());

  BeispielKlasse.macheIrgendwas();

Mit new wird eine neue Instanz der Klasse erstellt. Während dieser sogenannten Instanziierung, wird der Konstruktor der Klasse aufrufen (der Aufruf steht hinter dem new). Die Variable obj enthält nicht das Objekt, sondern nur eine Referenz darauf (das ist sowas wie ein Pointer, aber man kann damit arbeiten, als würde die Variable das Objekt enthalten). Mit Hilfe dieser Referenz können dann die Methoden aufgerufen werden.

statische Methoden und Eigenschaften

Um die Methoden aufzurufen, die ohne static deklariert wurden, wird eine Instanz benötigt. Deshalb heissen diese auch Instanzmethoden. Die letzte Methode ist als static deklariert und kann ohne eine Instanz gestartet werden (letzte Zeile des Beispiels). Solche heissen deshalb Klassenmethode. Diese Klassenmethode kann aber nicht auf die Eigenschaften wert1 und wert2 zugreifen.

Es gibt auch Klasseneigenschaften, d.h. solche, die als static deklariert wurden.

  public class Foo {

    public static int a = 0;               // Klasseneigenschaft
    public int b = 0;                      // Instanzeigenschaft

    public Foo() {}

    public void setzen(int wert) {         // Instanzmethode
      a = wert;
      b = wert;
    }

    public static void setzeA(int wert) {  // Klassenmethode
      a = wert;
      // auf b kein Zugriff
    }

  }

Die Variable b existiert lokal in jeder Instanz, die Variable a existiert aber nur ein einziges Mal für die gesamte Klasse, egal wie viele Instanzen man erstellt.

  Foo x = new Foo();
  Foo y = new Foo();
  // Foo.a = 0,  x.b = 0,  y.b = 0

  x.setzen(3);
  // Foo.a = 3,  x.b = 3,  y.b = 0
  // y.a ist auch 3, da a nur einmal für die Klasse existiert

  Foo.setzeA(1);
  // Foo.a = 1,  x.b = 3,  y.b = 0
  x.setzeA(1);
  y.setzeA(1);

Da a als Klassenvariable nur einmal vorhanden ist, würde der Zugriff auf a von y aus nach der setzen-Anweisung auch 3 leifern. Die letzten drei Anweisungen sind identisch. Eine Klassenmethode kann auch von einer Instanz aus aufgerufen werden. Man sollte aber immer die erste Variante verwenden, damit sichtbar ist, dass es sich um einen solchen Aufruf handelt.