Es wurde bereits erwähnt, daß es in Java keine Mehrfachvererbung
von Klassen gibt. Die möglichen Schwierigkeiten beim Umgang mit
mehrfacher Vererbung und die Einsicht, daß das Ererben von nichttrivialen
Methoden aus mehr als einer Klasse in der Praxis selten zu realisieren
ist, haben die Designer dazu veranlaßt, dieses Feature nicht
zu implementieren. Andererseits sah man es sehr wohl als wünschenswert
an, Methodendeklarationen von mehr als einer Klasse zu erben und hat
mit den Interfaces ein Ersatzkonstrukt geschaffen, das genau
dieses Feature bietet.
7.7.1 Definition eines Interfaces
Ein Interface ist eine besondere Form einer Klasse, die ausschließlich
abstrakte Methoden und Konstanten enthält. Anstelle von class
wird zur Definition eines Interfaces das Schlüsselwort interface
verwendet. Alle Methoden sind daraufhin standardmäßig abstrakt.
Ein Interface kann allerdings keine Konstruktoren enthalten.
Das folgende Listing definiert ein Interface Fortbewegungsmittel,
das die Methoden kapazitaet
und kilometerPreis definiert:
001 public interface Fortbewegungsmittel
002 {
003 public int kapazitaet();
004 public double kilometerPreis();
005 }
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Listing 7.28: Definition eines Interfaces
7.7.2 Verwendung von Interfaces
Was bei der Vererbung von Klassen als Ableitung bezeichnet
wird, nennt man bei Interfaces Implementierung.
Durch das Implementieren eines Interfaces verpflichtet sich die Klasse,
alle Methoden, die im Interface definiert sind, zu implementieren.
Fehlt eine Methode, so gibt es einen Compilerfehler. Die Implementierung
eines Interfaces wird durch das Schlüsselwort implements
bei der Klassendefinition angezeigt.
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Als Beispiel wollen wir die Klasse Auto
um das neue Interface Fortbewegungsmittel
erweitern und die Methoden kapazitaet
und kilometerPreis implementieren:
001 public class Auto
002 implements Fortbewegungsmittel
003 {
004 public String name;
005 public int erstzulassung;
006 public int leistung;
007 private int anzahlSitze;
008 private double spritVerbrauch;
009 private double spritPreis;
010
011 public double kapazitaet()
012 {
013 return anzahlSitze;
014 }
015
016 public double kilometerPreis()
017 {
018 return spritVerbrauch*spritPreis/100;
019 }
020
021 }
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Listing 7.29: Implementieren eines Interfaces
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Ebenso wie die Klasse Auto könnte
auch jede andere Klasse das Interface Fortbewegungsmittel
implementieren und Konkretisierungen der beiden Methoden vornehmen.
Nützlich ist dies insbesondere für Klassen, die in keinem
direkten Zusammenhang mit der Klasse Auto
und ihrer Vererbungshierarchie stehen. Um ihr gewisse Eigenschaften
eines Fortbewegungsmittels zu verleihen, könnte also beispielsweise
auch die Klasse Teppich dieses
Interface implementieren.
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Eine Klasse kann auch dann ein Interface implementieren, wenn sie
bereits von einer anderen Klasse abgeleitet ist. In diesem Fall erbt
die neue Klasse wie gewohnt alle Eigenschaften der Basisklasse und
hat zusätzlich die Aufgabe, die abstrakten Methoden des Interfaces
zu implementieren. |
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Das folgende Interface Sammlerstueck
mag bei gewöhnlichen Autos keine Anwendung finden, ist bei einem
Oldtimer aber durchaus sinnvoll:
001 public Interface Sammlerstueck
002 {
003 public double sammlerWert();
004 public String bisherigeAusstellungen();
005 }
006
007 public class Oldtimer
008 extends Auto
009 implements Sammlerstueck
010 {
011 //...
012 }
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Listing 7.30: Definition eines weiteren Interfaces
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Da ein Sammlerstueck aber durchaus
auch in ganz anderen Vererbungshierarchien auftauchen kann als bei
Autos (beispielsweise bei Briefmarken, Schmuck oder Telefonkarten),
macht es keinen Sinn, diese Methoden in den Ableitungsbäumen
all dieser Klassen wiederholt zu deklarieren. Statt dessen sollten
die Klassen das Interface Sammlerstueck
implementieren und so garantieren, daß die Methoden sammlerWert
und bisherigeAusstellungen zur
Verfügung stehen.
7.7.3 Implementieren mehrerer Interfaces
Eine Klasse kann nicht nur ein einzelnes Interface, sondern eine beliebige
Anzahl von ihnen implementieren. So ist es beispielsweise problemlos
möglich, eine aus Flugzeug
abgeleitete Klasse Doppeldecker
zu definieren, die sowohl Sammlerstueck
als auch Fortbewegungsmittel
implementiert:
001 public class Doppeldecker
002 extends Flugobjekt
003 implements Fortbewegungsmittel, Sammlerstueck
004 {
005 //...
006 }
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Listing 7.31: Implementieren mehrerer Interfaces
Die Klasse Doppeldecker muß
dann alle in Sammlerobjekt und
Fortbewegungsmittel deklarierten
Methoden implementieren.
7.7.4 Interfaces sind Klassen
Interfaces besitzen zwei wichtige Eigenschaften, die auch Klassen
haben:
- Sie lassen sich vererben. Wird ein Interface B
aus einem Interface A abgeleitet,
so erbt es alle Deklarationen von A
und kann diese um eigene Erweiterungen ergänzen.
- Variablen können vom Typ eines Interfaces sein. In diesem
Fall kann man ihnen Objekte zuweisen, die aus Klassen abstammen, die
dieses oder eines der daraus abgeleiteten Interfaces implementieren.
Sie selbst können Variablen zugewiesen werden, die zu Klassen
gehören, die dieses Interface implementieren.
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Es macht also Sinn, ein Interface als eine Typvereinbarung anzusehen.
Eine Klasse, die dieses Interface implementiert, ist dann vom Typ
des Interfaces. Wegen der Mehrfachvererbung von Interfaces kann eine
Instanzvariable damit insbesondere mehrere Typen haben und zu mehr
als einem Typen zuweisungskompatibel sein. |
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Neben abstrakten Methoden können Interfaces auch Konstanten,
also Variablen mit den Attributen static
und final,
enthalten. Wenn eine Klasse ein solches Interface implementiert, erbt
es gleichzeitig auch all seine Konstanten. Es ist auch erlaubt, daß
ein Interface ausschließlich Konstanten enthält.
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Dieses Feature kann zum Beispiel nützlich sein, wenn ein Programm
sehr viele Konstanten definiert. Anstatt diese in ihren korrespondierenden
Klassen zu belassen und mit Klasse.Name
aufzurufen, könnte ein einzelnes Interface definiert werden,
das alle Konstantendefinitionen vereinigt. Wenn nun jede Klasse, die
eine der Konstanten benötigt, dieses Interface implementiert,
so stehen alle darin definierten Konstanten direkt zur Verfügung
und können ohne die Qualifizierung mit einem Klassennamen aufgerufen
werden. |
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7.7.6 Beispiele aus der Java-Klassenbibliothek
Die Java-Klassenbibliothek definiert und implementiert selbst eine
ganze Reihe von Interfaces. Drei von ihnen sollen hier kurz vorgestellt
werden.
Runnable
Das Interface Runnable
wird zur Implementierung von Threads verwendet, und zwar insbesondere
dann, wenn die betreffende Klasse selbst nicht direkt aus Thread
abgeleitet werden kann. Runnable
deklariert lediglich die Methode run,
deren Rumpf den ausführbaren Code des Threads enthält. Der
Umgang mit Threads wird in Kapitel 10
erklärt.
Enumeration
Das Interface Enumeration
wird zur Deklaration von Enumeratoren verwendet. Enumeratoren
dienen dazu, alle Elemente von Kollektionen (z.B. Hashtable
oder Vector)
nacheinander zu durchlaufen. Enumeration
definiert die Methoden nextElement
und hasMoreElements.
Sie dienen dazu, das nächste Element der Kollektion zu holen
bzw. zu testen, ob weitere Elemente vorhanden sind.
Cloneable
Dieses Interface ist etwas untypisch, denn es besitzt weder Methoden
noch Konstanten. Es dient lediglich dazu, dem Compiler anzuzeigen,
daß eine Klasse die Methode clone
unterstützt und damit die Fähigkeit besitzt, sich selbst
zu kopieren.