Klassen

Klassen legen die Eigenschaften (Attribute) sowie das Verhalten (Methoden) von Objekten fest und stellen damit Baupläne für Objekte dar.

Sichtbarkeit von Klassen, Attributen und Methoden

Über Zugriffsrechte wird festgelegt, von welchem Ort aus auf Klassen, Attribute und Methoden zugegriffen werden darf.

Zugriffsrecht	Zugriff aus gleicher Klasse	Zugriff von einer Klasse aus dem gleichen Paket	Zugriff von einer Unterklasse	Zugriff von einer beliebigen Klasse
public	ja	ja	ja	ja
protected	ja	ja	ja	nein
package	ja	ja	nein	nein
private	ja	nein	nein	nein

Definition von Attributen

Die Attribute einer Klasse sind Datenobjekte und werden daher analog zu Variablen und Konstanten definiert. Mit dem Schlüsselwort final lassen sich unveränderliche Attribute definieren, deren Wert nach der Initialisierung nicht mehr geändert werden kann. Die Initialisierung dieser Attribute erfolgt im Konstruktor.

Computer.java (Auszug)

public class Computer {
   ...
   private final String description;
   private Cpu cpu;
   private int memoryInGb;
   ...
}

info

Die Selbstreferenz this verweist innerhalb einer Klasse auf das eigene Objekt (siehe auch Referenzen und Objekte).

Definition und Implementierung von Methoden

Methoden sind in der Programmierung eine Verallgemeinerung mathematischer Funktionen. Eine Methode besteht aus einem Namen, einer (optionalen) Liste von Eingabeparametern, einem (optionalen) Rückgabewert sowie dem Methodenrumpf. Die Kombination aus Methodenname und den Datentypen der Parameterliste bezeichnet man als Signatur.

Methoden können entweder genau einen Rückgabewert oder keinen besitzen. Methoden mit einem Rückgabewert müssen vor dem Methodennamen den Rückgabetyp angeben und im Methodenrumpf eine return-Anweisung enthalten. Methoden ohne Rückgabewert werden mit void gekennzeichnet.

Computer.java (Auszug)

public class Computer {
   ...
   public Cpu getCpu() {
      return cpu;
   }

   public String getDescription() {
      return description;
   }

   public int getMemoryInGb() {
      return memoryInGb;
   }

   public void setCpu(Cpu cpu) {
      this.cpu = cpu;
   }

   public void setMemoryInGb(int memoryInGb) {
      this.memoryInGb = memoryInGb;
   }
   ...
}

Definition überladener Methoden

Gleichnamige Methoden mit unterschiedlichen Parameterlisten in einer Klasse werden als überladene Methoden bezeichnet. Dieses Konzept nennt man auch statische Polymorphie, da der Aufruf gleichnamiger Methoden je nach Parametern zu unterschiedlichen Ergebnissen führt.

Computer.java (Auszug)

public class Computer {
   ...
   public void setCpu(Cpu cpu) {
      this.cpu = cpu;
   }

   public void setCpu(double powerInGhz, int numberOfCores) {
      cpu = new Cpu(powerInGhz, numberOfCores);
   }
   ...
}

info

Überladene Methoden können keine unterschiedlichen Rückgabewerte besitzen.

Definition von Konstruktoren

Konstruktoren sind spezielle Methoden, die zur Initialisierung eines Objekts dienen. Sie tragen denselben Namen wie ihre Klasse und können beliebig viele Parameter haben. Ein Rückgabetyp wird nicht angegeben, da Konstruktoren implizit eine Referenz auf das neue Objekt zurückgeben.

Im Gegensatz zu z.B. C++ gibt es in Java keine Destruktoren. Stattdessen übernimmt der Garbage Collector im Hintergrund das Aufräumen: Er entfernt Objekte aus dem Speicher, auf die keine Referenzvariable mehr zeigt.

Computer.java (Auszug)

public class Computer {
   ...
   public Computer(String description) {
      this.description = description;
   }

   public Computer(String description, Cpu cpu, int memoryInGb) {
      this(description);
      this.cpu = cpu;
      this.memoryInGb = memoryInGb;
   }
   ...
}

info

Auch Konstruktoren können überladen werden, d.h. eine Klasse kann über mehrere Konstruktoren verfügen. Ein Konstruktor kann dabei einen anderen Konstruktor derselben Klasse mit this(...) aufrufen.

Definition statischer Attribute und Methoden

Neben Instanzattributen und -methoden kann eine Klasse auch statische Attribute und Methoden besitzen. Statische Attribute existieren nur einmal pro Klasse und haben für alle Objekte dieser Klasse denselben Wert. Innerhalb einer statischen Methode kann nur auf statische Attribute zugegriffen werden.

Statische Attribute und Methoden werden mit dem Schlüsselwort static deklariert. Für den Zugriff ist keine Instanziierung nötig — er erfolgt direkt über den Klassennamen.

Computer.java (Auszug)

public class Computer {
   ...
   private static int numberOfComputers;

   public Computer(String description) {
      this.description = description;
      numberOfComputers++;
   }

   public static int getNumberOfComputers() {
      return numberOfComputers;
   }
   ...
}

info

Instanzattribute und -methoden werden auch als Klassenattribute und Klassenmethoden bezeichnet, wenn sie statisch sind.