5. Interfaces, Abstrakte Klassen und Vererbung

Konzepte und Zweck

Interfaces

• Ein Vertrag zwischen Klassen, der definiert, welche Methoden implementiert werden müssen
• Ermöglicht Mehrfachvererbung in Java
• Enthält nur abstrakte Methoden und Konstanten
• Fördert lose Kopplung zwischen Klassen
• Ideal für die Definition von Verhaltensstandards

Abstrakte Klassen

• Eine Basisklasse, die nicht instanziiert werden kann
• Kann sowohl abstrakte als auch konkrete Methoden enthalten
• Bietet gemeinsame Funktionalität für verwandte Klassen
• Ideal für Code-Wiederverwendung und partielle Implementierungen
• Kann Konstruktoren und Instanzvariablen haben

Vererbung

• Mechanismus zur Wiederverwendung und Erweiterung von Code
• Ermöglicht "is-a" Beziehungen zwischen Klassen
• Eine Klasse kann nur von einer Klasse erben (Single Inheritance)
• super() wird verwendet, um auf die Elternklasse zuzugreifen
• Unterstützt Polymorphismus und Code-Organisation

Wann was verwenden?

• Interface: Wenn verschiedene Klassen ein gemeinsames Verhalten haben sollen
• Abstrakte Klasse: Wenn verwandte Klassen gemeinsame Implementierungen teilen
• Vererbung: Wenn eine spezialisierte Version einer existierenden Klasse benötigt wird

Interface Beispiel

public interface Animal {
    void makeSound();
}

Abstrakte Klasse

public abstract class Bird {
    public abstract void fly();
    public void eat() {
        System.out.println("Bird is eating");
    }
}

Vererbung und super

public class Dog extends Animal {
    public Dog() {
        super(); // Ruft den Konstruktor der Elternklasse auf
    }
    
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Woof");
    }
}

Erklärung

• super() ruft den Konstruktor der Elternklasse auf.
• Abstrakte Klassen können Methoden mit Logik haben; Interfaces nur Methodensignaturen.

Erweiterte Beispiele

Interface Beispiel mit Erklärung

public interface Animal {
    void makeSound();
}

public class Dog implements Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Woof");
    }
}

public class Cat implements Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Meow");
    }
}

• In diesem Beispiel implementieren sowohl Dog als auch Cat das Animal Interface und definieren die makeSound Methode.
• Dies zeigt, wie Interfaces verwendet werden können, um ein gemeinsames Verhalten für verschiedene Klassen zu definieren.

Abstrakte Klasse und Vererbung Beispiel

public abstract class Shape {
    protected String color;
    
    public Shape(String color) {
        this.color = color;
    }
    
    public abstract double calculateArea();
    
    public String getColor() {
        return color;
    }
}

public class Circle extends Shape {
    private double radius;
    
    public Circle(String color, double radius) {
        super(color);
        this.radius = radius;
    }
    
    @Override
    public double calculateArea() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}