Abstrakte Klassen

[iotron]

ich bin ein totaler Java-Anfänger und würde mich bei diesem Problem auf eure Ratschläge sehr freuen


Zwei Klassen "Rechnen.java" und "Ausdruck.java" sind gegeben.


Ausdruck.java

/**
 * Abstrakte Klasse für Repräsentationen arithmetischer Ausdrücke.
 *
 * Jeder arithmetische Ausdruck soll als Bedeutung eine ganze Zahl haben.
 * Daher soll jeder Ausdruck ausgewertet werden können,
 * indem eine Abbildung auf eine ganze Zahl definiert wird.
 *
 * Durch Implementieren der Funktion {@link Ausdruck#auswerten()}
 * können Unterklassen den Ausdruck für
 * eine bestimmte Funktion zu Verfügung stellen.
 */
public abstract class Ausdruck
{
  /**
   * Funktion zum Auswerten des Ausdrucks.
   *
   * Bildet diesen Ausdruck auf einen Wert ab,
   * der der Bedeutung des Ausdrucks entspricht.
   * 
   * @return der Wert dieses Ausdrucks
   */
  public abstract int auswerten();
}

Rechnen.java

/**
 * Klasse zur Durchführung einiger Beispielrechnungen mit Ausdrücken.
 */
public class Rechnen
{
  /**
   * Führt einige Beispielrechnungen mit Ausdrücken durch.
   * 
   * @param args wird nciht benötigt
   */
  public static void main(String[] args)
  {
    Ausdruck v = new KonstanterAusdruck(4);
    Ausdruck f = new KonstanterAusdruck(5);
    Ausdruck v_plus_f = new AdditionsAusdruck(v, f);
    Ausdruck v_mal_f = new MultiplikationsAusdruck(v, f);
    Ausdruck quadrat_v_plus_f = new QuadratAusdruck(v_plus_f);
    Ausdruck negatives_quadrat_v_plus_f = new NegativerAusdruck(
        quadrat_v_plus_f);

    System.out.println("4               = " + v.auswerten());
    System.out.println("4+5             = " + v_plus_f.auswerten());
    System.out.println("4*5             = " + v_mal_f.auswerten());
    System.out.println("-((4+5)*(4+5))  = "
        + negatives_quadrat_v_plus_f.auswerten());
  }
}

Die Klasse "Ausdruck" dient zur Repräsentation von arithmetischen Ausdrücken in abstrakter Syntax.

Das Hauptprogramm Rechnen erzeugt einige Ausdrücke und ermittelt ihren Wert mit der Methode "auswerten()", die in der Klasse Ausdruck abstrakt deklariert ist. Das heißt, die Klasse enthält keine Implementierung der Methode, sondern nur eine Implementierungsverpflichtung für ihre Unterklassen.

Definieren Sie sämtliche Unterklassen von Ausdruck, die im Hauptprogramm verwendet werden. Führen Sie außerdem eine abstrakte Klasse "BinaererAusdruck" ein für die Gemeinsamkeiten der Klassen
"AdditionsAusdruck", "MultiplikationsAusdruck" und eventuell noch hinzukommender Klassen für arithmetische Ausdrücke mit einem zweistelligen Operator. Führen Sie analog dazu eine abstrakte Klasse
"UnaererAusdruck" ein für die Gemeinsamkeiten von "NegativerAusdruck", "QuadratAusdruck" und
eventuell hinzukommender Klassen für arithmetische Ausdrücke mit einem einstelligen Operator. Haben auch
die Klassen "UnaererAusdruck" und "BinaererAusdruck" Gemeinsamkeiten?
Achten Sie bei Ihrer Implementierung darauf, dass Klassen für neue Arten von arithmetischen Ausdrücken mit möglichst wenig Aufwand hinzugefügt werden können und Programmcode so weit wie möglich wiederverwendet wird.



Meine Aufgabe besteht darin, dass ich jetzt die (Unter-)Klassen "KonstanterAusdruck", "Additionsausdruck", "Multiplikationsausdruck", "BinaererAusdruck", "NegativerAusdruck", "QuadratAusdruck" und "UnaererAusdruck" schreibe.

Die Klasse "KonstanterAusdruck" ist eine abgeleitete Klasse (Unterklasse) von "Ausdruck", es geht also um Vererbung, ich würde sie so dekcklarieren


KonstanterAusdruck .java

public class KonstanterAusdruck extends Ausdruck {
  /** Attribute */
   private int zahl;
 
  /** Konstruktor */
   public KonstanterAusdruck(int z) {
     this.zahl = z;
    }
       
  /** Methoden */
   public int auswerten() {
     return this.zahl;
    }
}

Problem bekomme ich erst mit der Klasse "AdditionsAusdruck.java" und "BinaererAusdruck.java"

Um das Problem besser auf dem Leim zu gehen, habe ich die vorgegebene Klasse "Rechnen.java" ein wenig verändert, und unterm Name "Rechnen2.java" gespeichert:

[b|Rechnen2.java [/b]

public class Rechnen2
{
  public static void main(String[] args)
  {
    Ausdruck v = new KonstanterAusdruck(4);
    Ausdruck f = new KonstanterAusdruck(5);
    Ausdruck v_plus_f = new AdditionsAusdruck(v, f);

    System.out.println("4               = " + v.auswerten());
    System.out.println("4+5             = " + v_plus_f.auswerten());
  }
}

BinaererAusdruck.java

public abstract class BinaererAusdruck {
 
  /** Attribute */
   private Ausdruck operand1;
   private Ausdruck operand2;
 
  /** Konstruktor */
   public BinaererAusdruck(Ausdruck operand1, Ausdruck operand2) {
     this.operand1 = operand1;
         this.operand2 = operand2;
   }
   
}

Additionsausdruck.java[/b|

public class AdditionsAusdruck extends BinaererAusdruck {
  /** Attribute */
   private Ausdruck operand1;
   private Ausdruck operand2;
   
  /** Konstruktor */
   public AdditionsAusdruck(Ausdruck operand1, Ausdruck operand2) {
      super(operand1, operand2);
    }
   
  /** Methoden */
   public int auswerten(int op1, int op2) {
     return op1 + op2;
    }   
}

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Guten Tag,

ich bin ein totaler Java-Anfänger und würde mich bei diesem Problem auf eure Ratschläge sehr freuen


Zwei Klassen "Rechnen.java" und "Ausdruck.java" sind gegeben.


Ausdruck.java

Java
/**
* Abstrakte Klasse für Repräsentationen arithmetischer Ausdrücke.
*
* Jeder arithmetische Ausdruck soll als Bedeutung eine ganze Zahl haben.
* Daher soll jeder Ausdruck ausgewertet werden können,
* indem eine Abbildung auf eine ganze Zahl definiert wird.
*
* Durch Implementieren der Funktion {@link Ausdruck#auswerten()}
* können Unterklassen den Ausdruck für
* eine bestimmte Funktion zu Verfügung stellen.
*/
public abstract class Ausdruck
{
/**
* Funktion zum Auswerten des Ausdrucks.
*
* Bildet diesen Ausdruck auf einen Wert ab,
* der der Bedeutung des Ausdrucks entspricht.
*
* @return der Wert dieses Ausdrucks
*/
public abstract int auswerten();
}



Rechnen.java

Java
/**
* Klasse zur Durchführung einiger Beispielrechnungen mit Ausdrücken.
*/
public class Rechnen
{
/**
* Führt einige Beispielrechnungen mit Ausdrücken durch.
*
* @param args wird nciht benötigt
*/
public static void main(String[] args)
{
Ausdruck v = new KonstanterAusdruck(4);
Ausdruck f = new KonstanterAusdruck(5);
Ausdruck v_plus_f = new AdditionsAusdruck(v, f);
Ausdruck v_mal_f = new MultiplikationsAusdruck(v, f);
Ausdruck quadrat_v_plus_f = new QuadratAusdruck(v_plus_f);
Ausdruck negatives_quadrat_v_plus_f = new NegativerAusdruck(
quadrat_v_plus_f);

System.out.println("4 = " + v.auswerten());
System.out.println("4+5 = " + v_plus_f.auswerten());
System.out.println("4*5 = " + v_mal_f.auswerten());
System.out.println("-((4+5)*(4+5)) = "
+ negatives_quadrat_v_plus_f.auswerten());
}
}


Die Klasse "Ausdruck" dient zur Repräsentation von arithmetischen Ausdrücken in abstrakter Syntax.

Das Hauptprogramm Rechnen erzeugt einige Ausdrücke und ermittelt ihren Wert mit der Methode "auswerten()", die in der Klasse Ausdruck abstrakt deklariert ist. Das heißt, die Klasse enthält keine Implementierung der Methode, sondern nur eine Implementierungsverpflichtung für ihre Unterklassen.

Definieren Sie sämtliche Unterklassen von Ausdruck, die im Hauptprogramm verwendet werden. Führen Sie außerdem eine abstrakte Klasse "BinaererAusdruck" ein für die Gemeinsamkeiten der Klassen
"AdditionsAusdruck", "MultiplikationsAusdruck" und eventuell noch hinzukommender Klassen für arithmetische Ausdrücke mit einem zweistelligen Operator. Führen Sie analog dazu eine abstrakte Klasse
"UnaererAusdruck" ein für die Gemeinsamkeiten von "NegativerAusdruck", "QuadratAusdruck" und
eventuell hinzukommender Klassen für arithmetische Ausdrücke mit einem einstelligen Operator. Haben auch
die Klassen "UnaererAusdruck" und "BinaererAusdruck" Gemeinsamkeiten?
Achten Sie bei Ihrer Implementierung darauf, dass Klassen für neue Arten von arithmetischen Ausdrücken mit möglichst wenig Aufwand hinzugefügt werden können und Programmcode so weit wie möglich wiederverwendet wird.



Meine Aufgabe besteht darin, dass ich jetzt die (Unter-)Klassen "KonstanterAusdruck", "Additionsausdruck", "Multiplikationsausdruck", "BinaererAusdruck", "NegativerAusdruck", "QuadratAusdruck" und "UnaererAusdruck" schreibe.

Die Klasse "KonstanterAusdruck" ist eine abgeleitete Klasse (Unterklasse) von "Ausdruck", es geht also um Vererbung, ich würde sie so dekcklarieren

KonstanterAusdruck.java

public class KonstanterAusdruck extends Ausdruck {
  /** Attribute */
   private int zahl;
 
  /** Konstruktor */
   public KonstanterAusdruck(int z) {
     this.zahl = z;
    }
       
  /** Methoden */
   public int auswerten() {
     return this.zahl;
    }
}

Problem bekomme ich erst mit der Klasse "AdditionsAusdruck.java" und "BinaererAusdruck.java"

Um das Problem besser auf dem Leim zu gehen, habe ich die vorgegebene Klasse "Rechnen.java" ein wenig verändert, und unterm Name "Rechnen2.java" gespeichert:

Rechnen2.java

public class Rechnen2
{
  public static void main(String[] args)
  {
    Ausdruck v = new KonstanterAusdruck(4);
    Ausdruck f = new KonstanterAusdruck(5);
    Ausdruck v_plus_f = new AdditionsAusdruck(v, f);

    System.out.println("4               = " + v.auswerten());
    System.out.println("4+5             = " + v_plus_f.auswerten());
  }
}

BinaererAusdruck.java

public abstract class BinaererAusdruck {
 
  /** Attribute */
   private Ausdruck operand1;
   private Ausdruck operand2;
 
  /** Konstruktor */
   public BinaererAusdruck(Ausdruck operand1, Ausdruck operand2) {
     this.operand1 = operand1;
         this.operand2 = operand2;
   }
   
}

AdditionsAusdruck.java

public class AdditionsAusdruck extends BinaererAusdruck {
  /** Attribute */
   private Ausdruck operand1;
   private Ausdruck operand2;
   
  /** Konstruktor */
   public AdditionsAusdruck(Ausdruck operand1, Ausdruck operand2) {
      super(operand1, operand2);
    }
   
  /** Methoden */
   public int auswerten(int op1, int op2) {
     return op1 + op2;
    }   
}

Das Compilieren von "Ausdruck.java" , "BinaererAusdruck.java" , "KonstanterAusdruck.java" und "AdditionsAusdruck.java" liefen reibungslos.

Aber wenn ich dann die Klasse "Rechnen2.java" compilieren möchte, also

javac Rechnen2.java

, wird Fehlermeldung gezeigt.

Ich hoffe, ich habe mein Problem präzis beschrieben.

Besten Dank an euch


LG

 

[Murray]

Aber wenn ich dann die Klasse "Rechnen2.java" compilieren möchte, also

javac Rechnen2.java

, wird Fehlermeldung gezeigt.

Was für eine Fehlermeldung?

 

[iotron]

Hallo Murray, danke für deine Antwort.

Es wird diese Fehlermeldung angezeigt:

http://img404.imageshack.us/my.php?image=fehlermeldungoj3.png

 

[Der Müde Joe]

ohne gross alles druchgeschaut zu haben

AdditionsAusdruck erweitert BinaererAusdruck
BinaererAusdruck hingegen ist das ende der Vererbung

hat also keinen zusammenhang mit Ausdruck selber, ist also kein Ausdruck

KonstanterAusdruck erweiter Ausdruck.
ist also ein Ausdruck

 

[iotron]

ohne gross alles druchgeschaut zu haben

AdditionsAusdruck erweitert BinaererAusdruck
BinaererAusdruck hingegen ist das ende der Vererbung

hat also keinen zusammenhang mit Ausdruck selber, ist also kein Ausdruck

KonstanterAusdruck erweiter Ausdruck.
ist also ein Ausdruck

Wie kann ich die Klassen dann verbessern?

 

[SlaterB]

public abstract class BinaererAusdruck extends Ausdruck

in Additionsausdruch brauchst du übrigens die Attribute
> private Ausdruck operand1;
> private Ausdruck operand2;
nicht

------

> public int auswerten(int op1, int op2) {
> return op1 + op2;
> }

ist falsch, keine Parameter wie die abstrakte Methode vorgibt,
die operanden hast du doch gespeichert, im Konstruktor erhalten, die musst du addieren!

 

[iotron]

hmm.. deinen ersten Hinweis verstehe ich.

Aber was mit "auswerten()" in der Klasse "AdditionsAusdruck.java" zusammenhängt, blicke ich (noch) nicht durch:

Du meinst so

public class AdditionsAusdruck extends BinaererAusdruck {
  /** Attribute */
   
  /** Konstruktor */
   public AdditionsAusdruck(Ausdruck operand1, Ausdruck operand2) {
      super(operand1, operand2);
    }
   
  /** Methoden */
   public int auswerten() {
     return operand1 + operand2;
    }   
}

Trotzdem klappt das bei mir nicht

Wo habe ich wieder falsch gemacht?

 

[SlaterB]

operand1 und 2 sind private in der Super-Klasse,
du brauchst erst getter-Methoden,

und dann bringt es nix, die Objekte selber zu addieren, sondern die beiden int-Werte, die deren auswerten()-Methoden zurückliefern

 

[iotron]

kannst du es mir bitte näher erklären? Ich verstehe noch nicht so

 

[SlaterB]

public int auswerten() {
return getOperand1().auswerten() + getOperand2().auswerten();
}

siehe auch
http://www.java-forum.org/de/viewtopic.php?t=80495

oder komplizierter
http://www.java-forum.org/de/viewtopic.php?t=13378

 

[java2000]

du schreibst in der Superklasse:

private Ausdruck operand1;

Das heisst, operand1 ist privat, nur die Superklasse kann darauf zugreifen. Soll eine Subklasse diesen Operand verwenden, musst du in der Superklasse eine sogenannte getter-Methode einfügen von der Art:

public Ausdrick getOperand1() {
 return operand1
}

Und die Subklasse verwendet dann super.gerOperand1().

 

[iotron]

aha, cool, danke euch beiden SlaterB und java2000,

jetzt verstehe ich schon (teilweise) den Prinzip
werde mich später bald melden, wenn ich fragen habe

 

[iotron]

eine verständnisfrage hätte ich noch:

operand1 und operand2 sind vom Typ Ausdruck.
Wenn ich in der Klasse "AdditionsAusdruck.java" die Methode "auswerten()" aufrufe, woher weiß das Programm, dass getOperand1().auswerten() und getOperand2().auswerten() jeweils den Wert vom Typ int zurückliefern.

Danke für eure Hilfe

 

[SlaterB]

weil du in Ausdruck die Methode
> public abstract int auswerten();
vorgibst

das bedeutet, dass alle denkbaren Ausdruck-Klassen diese Methode haben werden/ müssen und auch der Rückgabetyp int ist festgelegt,
so kann gar nix schiefgehen, das ist Vererbung/ Polymorphie

 

[iotron]

Aha, jetzt ist es mir viel klarer geworden. Das Wort "Vererbung" sagt mir viel.

Danke dir vielmals

 

[iotron]

eine weitere Frage :wink:

mein Ergebnis für Rechnen2.java[\b] sieht ungefähr so aus:

Ausdruck.java

public abstract class Ausdruck
{

  public abstract int auswerten();
}

KonstanterAusdruck.java

public class KonstanterAusdruck extends Ausdruck {
  /** Attribute */
   private int zahl;
  
  /** Konstruktor */
   public KonstanterAusdruck(int z) {
     this.zahl = z;
    }
	
  /** Methoden */
   public int auswerten() {
     return this.zahl;
    }
}

BinaererAusdruck.java

public abstract class BinaererAusdruck extends Ausdruck {
  
  /** Attribute */
   private Ausdruck operand1;
   private Ausdruck operand2;
  
  /** Konstruktor */
   public BinaererAusdruck(Ausdruck operand1, Ausdruck operand2) {
     this.operand1 = operand1;
	 this.operand2 = operand2;
   }
      
  /** Methoden */
   public Ausdruck getOperand1() {
     return operand1;
    }
  
   public Ausdruck getOperand2() {
     return operand2;
    } 
}

AdditionsAusdruck

public class AdditionsAusdruck extends BinaererAusdruck {
  /** Attribute */
   
  /** Konstruktor */
   public AdditionsAusdruck(Ausdruck operand1, Ausdruck operand2) {
      super(operand1, operand2);
    }
   
  /** Methoden */
   public int auswerten() {
     return (getOperand1().auswerten() + getOperand2().auswerten());
    } 
}

Rechnen2.java

/**
 * Klasse zur Durchf&hrung einiger Beispielrechnungen mit Ausdr&cken.
 */
public class Rechnen2
{
  /**
   * F&hrt einige Beispielrechnungen mit Ausdr&cken durch.
   *  
   * @param args wird nciht ben&tigt
   */
  public static void main(String[] args)
  {
    Ausdruck v = new KonstanterAusdruck(4);
    Ausdruck f = new KonstanterAusdruck(5);
    Ausdruck v_plus_f = new AdditionsAusdruck(v, f);

    System.out.println("4               = " + v.auswerten());
    System.out.println("4+5             = " + v_plus_f.auswerten());
  }
}

Frage:

Warum ist "BinaererAusdruck.java" abstrakt, obwohl es in dieser Klasse überhaupt keine abstrakte Methoden gibt?

 

[SlaterB]

zunächst mal will man von dieser Klasse keine Objekte erzeugen,
daher ist das schon allein organisatorisch gut so

aber auch technisch wäre diese Klasse bisher nicht nicht-abstrakt möglich,
teste es: streiche das Wort abstract in BinaererAusdruck und versuche es zu kompilieren,

wenn du es nicht selber erklären kannst, musst du dir wenigstens die Mühe machen, die Fehlermeldung hier zu posten

 

[iotron]

also ich habe das Wort abstrakt in BinaererAusdruck gelöscht.

Das Compilieren durch:

javac Rechnen2.java

lief problemlos.

Aber wenn ich versuche, das Programm auszuführen

java Rechnen2

wird eine Exception angezeigt.

Image : http://img396.imageshack.us/my.php?image=fehlermeldung2gp8.png

Ich verstehe nicht so, wie es zustande kommen könnte :bahnhof:

 

[SlaterB]

konntest du denn bisher Rechnen2 starten?
ist die .class-Datei vorhanden?

versuche
java -cp . Rechnen2

-------

du sollst BinaererAusdruck neukompilieren wenn du diese Klasse geändert hast..

 

[iotron]

oh, es stimmt, du hast vollkommen recht, wenn ich BinaererAusdruck und Rechnen2 jeweils neukompiliere, erhalte ich
diese Fehlermeldung:

Image : http://img379.imageshack.us/my.php?image=fehlermeldung3kc1.png

Vermutlich erkennt der Compiler nicht, ob es bei BinaererAusdruck um eine Klasse oder Interface geht oder?

Danke für deine Mühe

 

[iotron]

Upps, sorry, das obige Bild ist falsch,

ich habe das richtige Bild nochmlas hochgeladen:

http://img353.imageshack.us/my.php?image=fehlermeldung3kd2.png

 

[SlaterB]

Bild hochladen zählt ja eigentlich nicht als abtippen..

das steht doch ganz deutlich, dass die Klasse nicht die abstrakt vorgegeben Methode auswerten() implementiert,
denn darum gehts doch: Ausdruck gibt eine Methode vor und alle SubKlassen müssen sie implementieren,
BinaererAusdruck macht das nicht, also ist das keine vollständige Klasse, sie muss selber auch abstrakt sein,

konkrete instanziierbare Klassen müssen schon 'richtig gut' sein

 

[iotron]

Ich danke dir, durch deine Erklärung und die durch Compiler ausgelöste Fehlermeldung habe ich jetzt verstanden :applaus: