Klassen und Vererbung

[maddin86]

Angenommen ich habe folgende Klassen definiert:

class K1
{
int n = 1;
public int f(int a)
{ return a + n; }
}

class K2 extends K1
{
int n = 2;
public int f()
{ return n; }
}

class K3 extends K2
{
int n = 3;
public int f(int a)
{ return 2*a + n; }
}

Was von dem folgenden ist dann korrekt, und falls korrekt, welchen Wert hat s:

1)

K1 k = new K3(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

2)

K2 k = new K3(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

3)

K3 k = new K3(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

4)

K1 k = new K2(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

5)

K1 k = new K2(); int s = k.f() + 100*k.n;

6)

K2 k = new K2(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

7)

K3 k = new K2(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

Kann mir das mal einer erklären? Ich versteh das absolut nicht ???:L

 

[Michael...]

Probier's doch einfach aus. Statt die Zeilen hier reinzuschreiben, hättest Du sie auch in ein IDE schreiben können ;-)
Was auf jeden Fall nicht geht ist Nr 7)

K3 k = new K2(); ...

Eine Zuweisung der Superklasse an ein Objekt der Subklasse ist nicht möglich - geht nur umgekehrt.

Nr 5) geht auch nicht

K1 k = new K2(); int s = k.f()...

da die Klasse K1 keine Methode f() besitzt

und was bei den anderen Varianten für s rauskommt kann man, wie gesagt, ausprobieren oder durch nachdenken herausfinden. Letzteres fördert eher das Verständnis zum Thema Vererbung ;-)

 

[maddin86]

Ich würde aber gerne verstehen warum das nicht geht bzw. warum das herauskommt, was herauskommt.
Ich habe gehofft das könnte mir hier jemand erläutern.

 

[Michael...]

Warum das (Nr 5 und 7) nicht geht hab ich ja oben geschrieben. Bei

K1 k = new K3(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

wird ein Objekt vom Typ K1 erzeugt - allerdings via Konstruktor K3. K3 überschreibt die Methode f(int a) von K1
--> k.n = 1 (da in K1 n=1) --> 100*k.n = 100
--> f(1) = 5 (da in K3 return 2*a+n)
--> s = 105

Vernünftig erklären kann ich das nicht - bin nicht vom Fach. Es liegt daran, dass beim Kompilieren festgelegt wird welche Attribute und Methoden aufgerufen werden.
Für den Kompiler ist k vom Typ K1, es wird quasi festgelegt, dass für k.n das Attribut n der Klasse K1 verwendet wird. Für k.f(1) wird festgelegt, dass am Objekt k eine Methode f aufgerufen wird die einen int als Übergabeparameter erwartet. Hier wird nicht die konkrete Methode festgelegt, sondern nur gesagt wie die Methode ausschaut, die aufgerufen werden soll. Durch das new K3() wird allerdings die Methode von K1 zur Laufzeit durch die Methode f(int a) aus K3 überladen, dadurch wird letztendlich zur Laufzeit n aus K1 benutzt und f(int a) aus K3.
Hoffe ich konnte das in meiner Laiensprache vernünftig ausdrücken.
Vielleicht findet sich hier auch ein Informatiker der das genauer/korrekt erklären kann.

 

[SlaterB]

> Ich habe gehofft das könnte mir hier jemand erläutern.

fang doch selber an, pro Fall einzeln:
1. vermuten
2. testen
3. fragen wenn du ein Ergebnis/ Compilerfehler nicht verstehst,

und nein, 'was ist K1 k = new K3(); ?' zählt dabei nicht als sinnvolle Frage,

eher: 'K3 erbt doch von K1, wieso kann ich ein neues K3-Objekt nicht in einer K1-Variablen speichern, die Fehlermeldung 'xy' ist mir dazu unverständlich'
(hypothetisches Beispiel)

 

[maddin86]

Also, als erstes achte ich darauf, dass ein Objekt k des Typs der Subklasse (z.B. K3) keine Zuweisung an eine Superklasse (z.B. K1 oder K2) erhält, richtig?

D.h.

K3 k = new K1();

geht nicht

K3 k = new K2();

geht nicht

K3 k = new K3();

geht

K1 k = new K3();

geht

K2 k = new K3();

geht

K2 k = new K1();

geht nicht

richtig?

1)

K1 k = new K3(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

geht, s = 5+100 = 105
2)

K2 k = new K3(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

geht, s = 5+200 = 205
3)

K3 k = new K3(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

geht, s = 5+300 = 305
4)

K1 k = new K2(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

geht nicht, da K2 keinen Parameter bei f() hat?
5)

K1 k = new K2(); int s = k.f() + 100*k.n;

geht, s = 2+100 = 102
6)

K2 k = new K2(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

geht nicht, da K2 keinen Parameter bei f() hat?
7)

K3 k = new K2(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

geht nicht, da Objekt von Typ der Subklasse (K3) Zuweisung an Superklasse (K2) erhält?

 

[SlaterB]

Also, als erstes achte ich darauf, dass ein Objekt k des Typs der Subklasse (z.B. K3) keine Zuweisung an eine Superklasse (z.B. K1 oder K2) erhält, richtig?

einem Objekt wird nichts zugewiesen, einer Variablen,
aber im Grunde richtiger Gedanke

D.h.
[..]
richtig?

nicht gerade die Liste der Aufgabenstellung, aber richtig, ist ja ein einfaches Prinzip

-----
ob nun alle ausgerechneten Zahlen einzeln stimmen werde ich für dich nicht schreiben,
das kann ein Computer machen..

4)

K1 k = new K2(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

geht nicht, da K2 keinen Parameter bei f() hat?

k ist vom Typ K1, dass es überhaupt eine Klasse K2 gibt ist bei der Berechnung absolut irrelevant,
und selbst wenn k von Typ K2 wäre, wie bei 6.), so ist die Methode f mit Parameter immer noch vorhanden, von K1 geerbt, die verschwindet nicht

7)

K3 k = new K2(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

geht nicht, da Objekt von Typ der Subklasse (K3) Zuweisung an Superklasse (K2) erhält?

stimmt

 

[maddin86]

Ich muss es nochmal alles durchgehen.. ich glaube ich habs noch immer nicht verstanden

 

[Landei]

ich glaube ich habs noch immer nicht verstanden

Ich denke, was du nicht verstehst, ist der Unterschied zwischen dem Typ des Objekts, das in der Variablen "drinsteckt" (auf das sie referenziert) und dem Typ der Variable selbst.

K1 k1 = new K2();

Die Regel ist, das etwas spezielleres "drinstecken" darf, als der Typ der Variablen vermuten lässt. Im wirklichen Leben wäre das sowas wie

Tee tee = new KamillenTee();

Nun ist Java eine statisch getypte Sprache, das heißt schon wärend des Compilierens wird die Typsicherheit geprüft. Der Compiler kann nur von "Tee" ausgehen, und nicht von "KamillenTee", denn drei Zeilen weiter kann ja jemand schreiben

tee = new HagebuttenTee();

Bei allen Berechnungen kann also immer nur von "Tee" ausgegangen werden. Wenn Tee keine Methode "minutenZumZiehen" hat, Pech gehabt, egal was in den Unterklassen implementiert ist. Aber wenn er eine hat (ob nun in Tee implementiert oder dort abstrakt und nur in den einzelnen Teesorten implementiert, oder eine default-Implementierung in Tee, die in den Sorten eventuell überschrieben wird - völlig schnuppe), kann der Compiler sicher sein, dass

int minuten = tee.minutenZumZiehen();

"in Ordnung" ist. Und jetzt schau dir mal dein Beispiel damit im Hinterkopf an.

 

[maddin86]

Was ich noch nicht verstanden habe:

1)

K1 k = new K3(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

geht, s = 5+100 = 105

warum wird hier k.f(1) aus K3 genommen und k.n aus K1 ?

4)

K1 k = new K2(); int s = k.f(1) + 100*k.n;

geht, s = 2+100 = 102

warum wird hier beides aus K1 genommen? k.f(1) aus K1 weil f() in K2 keinen Parameter hat, richtig?

 

[SlaterB]

Attribute werden in der Tat nicht durch Subklassen überschrieben/ überdeckt,
deshalb sollte man die quasi nie nach außen verwenden (von ganz simplen Datenklassen abgesehen, um Unmengen getter/ setter zu vermeiden)

und eine Methode mit anderen Parametern hat wenig Einfluss auf andere Methoden, richtig

 

[maddin86]

D.h. also, die Methode f(int a) in K1 wird durch f() in K2 "ergänzt" aber durch f(int a) in K3 überschrieben?
Das Attribut int n = 1 wird aber weder durch int n = 2 in K2 noch durch int n = 3 in K3 "überschrieben" wenn k vom Typ K1 ist?

Also:

K1 k = new K3();

hier wird int n = 1 in K1 nicht von int n = 3 in K3 überschreiben, da es ein Attribut ist.
Aber f(int a) aus K1 wird von f(int a) aus K3 überschrieben, da es eine Methode mit identischer Parameterliste ist?

Wohingegen:

K1 k = new K2();

hier int n = 1 in K1 nicht von int n = 2 in K2 überschreiben wird, da es ein Attribut ist.
Aber f(int a) aus K1 wird von f() aus K2 nicht überschrieben, da es eine Methode mit anderer (leerer) Parameterliste ist?

 

[SlaterB]

stimmt alles

'ergänzen' drückt vielleicht noch eine nichtgegebene Nähe aus,
zu f(int) ist f() genauso nahe wie sort(List), also was völlig anderes, gleicher Methodenname hat für sich keine tiefere Bedeutung

 

[maddin86]

Schon mal vielen vielen Dank, das hat mich weiter gebracht!

Wenn ich jetzt noch verstehe (gut erklärt bekomme ) warum

5)

K1 k = new K2(); int s = k.f() + 100*k.n;

nicht geht, dann hab ich es glaube ich gecheckt.

Also mein Gedankengang:

Die Variable k vom Typ K1 ist ein Objekt von K2. Stimmt das genau so ? Wie könnte man das "besser" formulieren?

Ich würde jetzt weiter vermuten (was falsch ist):

Die Methode f() ist in K2 definiert also ist k.f() = 2 (Das ist offensichtlich falsch)
Das Attribut n = 1 aus K1 wird nicht von n = 2 aus K2 überschreiben --> 100*k.n = 100 (Das müsste stimmen)

Ist die Methode f() aus K2 irrelevant da die Variable k vom Typ K1 ist?

Warum ist dann bei 1) k.f(1) = 5 (aus K3) ??

 

[SlaterB]

> Die Methode f() ist in K2 definiert also ist k.f() = 2 (Das ist offensichtlich falsch)

wieso ist das offensichtlich falsch, kommt bei dir ein anderer Wert raus?
richtig ist das k als K1 angesehen wird und es die Methode f() damit nicht gibt (in K1)

> Ist die Methode f() aus K2 irrelevant da die Variable k vom Typ K1 ist?

eben

> Warum ist dann bei 1) k.f(1) = 5 (aus K3) ??

Methoden mit gleicher Signatur dürften in Unterklassen überschrieben werden und werden dann statt der Methode der Oberklasse verwendet,
das ist die Grundlage der Polymorphie, ohne das ginge ja gar nix

 

[maddin86]

...
> Warum ist dann bei 1) k.f(1) = 5 (aus K3) ??

Methoden mit gleicher Signatur dürften in Unterklassen überschrieben werden und werden dann statt der Methode der Oberklasse verwendet,
das ist die Grundlage der Polymorphie, ohne das ginge ja gar nix

Ok, das war das, was mir noch gefehlt hat. Danke!