Instanzmethoden in Java

Problem

Jeder hebt auf seine Art ab

Die Bank hat eine Klasse Account mit Inhaber und Kontostand. An zwei Stellen im Programm wird Geld abgehoben. Der Geldautomat prüft, ob genug Geld da ist. Die Kartenzahlung hat jemand anderes geschrieben, und sie prüft nicht:

Account account = new Account("Maria", 100);

// Der Geldautomat prüft, ob genug Geld da ist.
if (account.balance >= 70) {
    account.balance -= 70;
}

// Die Kartenzahlung hat jemand anderes geschrieben, und eine Prüfung gibt es nicht.
account.balance -= 50;

System.out.println(account.balance);

-20.0

Das Konto ist im Minus. Die Regel „Du kannst nicht mehr abheben, als du hast“ ist wichtig, aber sie steht (oder fehlt) an jeder Stelle, die abhebt, einzeln.

Die Idee

Methoden wohnen bei den Daten

Die Logik des Abhebens gehört zum Konto, also kommt sie in die Klasse Account. Eine Methode in der Klasse ohne static ist eine Instanzmethode:

class Account {
    public String owner;
    public double balance;

    public Account(String owner, double balance) {
        this.owner = owner;
        this.balance = balance;
    }

    public void deposit(double amount) {
        balance += amount;
    }

    public void withdraw(double amount) {
        if (amount <= balance) {
            balance -= amount;
        } else {
            System.out.println("Nicht genug Geld: " + owner);
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account("Maria", 100);
        account.withdraw(70);
        account.withdraw(50);
        account.deposit(20);
        System.out.println(account.balance);
    }
}

Nicht genug Geld: Maria
50.0

Du rufst die Methode mit einem Punkt auf einem Objekt auf: account.withdraw(70), genau wie die Felder.
Innen ist balance der Kontostand dieses Kontos, des Objekts vor dem Punkt. Du kannst auch this.balance schreiben.
Die Prüfung steht einmal da. Wer über die Methode abhebt, geht durch sie hindurch.

Account maria = new Account("Maria", 100);
Account peter = new Account("Peter", 40);
maria.withdraw(70);
peter.withdraw(70);
System.out.println(maria.balance + " " + peter.balance);

Schritt für Schritt, in Worten

Zwei Konten, zwei Objekte. Jedes hat seinen eigenen Kontostand.
maria.withdraw(70): this bekommt einen Pfeil auf das Objekt vor dem Punkt.
In der Methode gehört der Kontostand zu this: 100 - 70 = 30.
Dieselbe Methode, ein anderes Objekt: Jetzt zeigt this auf Peter.
70 ist mehr als 40: Die Methode gibt eine Ablehnung aus, und der Kontostand von Peter bleibt gleich.
Den Code der Methode gibt es einmal. Die Felder gehören dem Objekt, auf dem du sie aufrufst.

Die Kartenzahlung kann die Prüfung nicht mehr „vergessen“, wenn sie mit withdraw abhebt. Sie kann aber immer noch direkt ins Feld schreiben. Wie du das verhinderst, siehst du in der Lektion „Kapselung“.

Die Idee

Instanzmethode oder statische Methode

Die Methoden aus dem Modul „Methoden“ waren static. Sie bekommen alles als Parameter und haben kein eigenes Objekt. Eine Instanzmethode arbeitet mit den Feldern des Objekts, auf dem sie aufgerufen wurde:

static double applyDiscount(double price, double percent) {
    return price * (100 - percent) / 100;
}

double price = applyDiscount(10, 10);
account.withdraw(70);

Eine Instanzmethode kannst du nicht über den Namen der Klasse aufrufen. Es ist nicht klar, von welchem Konto abgehoben werden soll:

Account.withdraw(70);

error: non-static method withdraw(double) cannot be referenced from a static context

Was static genau bedeutet und wann du es brauchst, kommt in der Lektion „static: was alle Objekte teilen“.

Probier es aus

Wessen Konto?

Was gibt das Programm aus?

Account maria = new Account("Maria", 100);
Account peter = new Account("Peter", 40);
maria.deposit(30);
peter.withdraw(10);
System.out.println(maria.balance + " " + peter.balance);

Antwort

120.0 30.0

130.0 30.0

130.0 40.0

Probier es aus

Finde den Fehler

Die Klasse lässt sich nicht kompilieren. In welcher Zeile ist der Fehler?

Wähle die Zeile mit dem Fehler.

static vor der Methode bedeutet, dass sie kein Objekt hat. Dann gibt es auch keinen Kontostand, den sie sehen könnte. Der Compiler hält in der Zeile mit dem Kontostand an:

error: non-static variable balance cannot be referenced from a static context

Der Fehler steht aber im Kopf der Methode: Entferne static.

Die Idee

Eine Methode kann auch antworten

Eine Instanzmethode kann ein Ergebnis zurückgeben, genau wie die Methoden aus dem Modul „Methoden“. Ein Produkt kennt seinen Preis und seine Stückzahl, also kann es dir seine eigenen Kosten sagen:

class Product {
    // die Felder und der Konstruktor, wie vorher

    public double total() {
        return price * quantity;
    }
}

Product[] cart = {
    new Product("Brot", 1.20, 2),
    new Product("Milch", 2.10, 1),
    new Product("Kaffee", 7.50, 1)
};
double sum = 0;
for (Product p : cart) {
    sum += p.total();
}
System.out.println("Gesamt: " + sum + " €");

Gesamt: 12.0 €

Vergleich das mit der ersten Lektion des Moduls: Dort wurde die Summe in main aus den Feldern berechnet. Jetzt fragt main nur noch jedes Produkt. Kommt morgen ein Mengenrabatt dazu, änderst du nur total().

Die Idee

Wie sieht das Objekt als Text aus?

Wenn du ein Produkt direkt ausgibst, bekommst du etwas Nutzloses:

Product coffee = new Product("Kaffee", 7.50, 1);
System.out.println(coffee);

Product@1b6d3586

Java gibt den Namen der Klasse und eine Zahl aus, die bei jedem Start anders ist. Über das Produkt sagt das nichts.

Die Klasse kann sagen, wie sie angezeigt werden soll. Die Methode heißt toString() und gibt Text zurück:

class Product {
    // die Felder und der Konstruktor, wie vorher

    public double total() {
        return price * quantity;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return name + " x" + quantity + ": " + total() + " €";
    }
}

Product coffee = new Product("Kaffee", 7.50, 1);
Product bread = new Product("Brot", 1.20, 2);
System.out.println(coffee);
System.out.println("Im Warenkorb: " + bread);

Kaffee x1: 7.5 €
Im Warenkorb: Brot x2: 2.4 €

Du rufst sie nicht selbst auf. System.out.println(coffee) und "Im Warenkorb: " + bread rufen sie für dich auf, wenn das Objekt zu Text werden muss.

Schreib @Override vorerst genau so vor die Methode. Was es bedeutet, kommt im Modul „Vererbung und Polymorphie“. Der Name muss genau toString sein, mit kleinem t und großem S.

Probier es aus

Ein Buch in einem Satz

Was gibt das Programm aus?

class Book {
    public String title;
    public String author;

    public Book(String title, String author) {
        this.title = title;
        this.author = author;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return title + " von " + author;
    }
}

Book book = new Book("Der Zauberberg", "Thomas Mann");
System.out.println("Ich lese: " + book);

Antwort

Ich lese: Der Zauberberg von Thomas Mann

Ich lese: Book@1b6d3586

Nichts: Ein Objekt kann man nicht an Text hängen

"Ich lese: " + book muss book zu Text machen. Also wird toString() des Buches aufgerufen, und es gibt Titel und Autor zurück.

Übung

Objekte, die etwas tun

Löse die Aufgaben in deinem Editor. Nimm die Klassen aus den früheren Lektionen und gib ihnen Methoden.

Person: eine Methode introduce(), die Name und Alter ausgibt.
SimpleCar: eine Methode accelerate(), die die Geschwindigkeit um 10 erhöht. Jetzt fasst main die Geschwindigkeit nicht mehr direkt an.
DanceMove: eine Methode perform(), die den Schritt „ausführt“.
Book: eine Methode read(), die „Ich lese gerade [Titel] von [Autor]“ ausgibt.

Erzeuge von jeder Klasse ein Objekt und ruf seine Methoden auf:

Hallo, ich bin Maria und bin 34 Jahre alt.
Geschwindigkeit nach dem Beschleunigen: 10
Ich tanze moonwalk für 5 Sekunden
Ich lese gerade Der Prozess von Franz Kafka

Übung

Ein Auto mit Tank

Eine Klasse Car mit Marke, Geschwindigkeit, Kraftstoff (in Litern) und Kilometerstand. Der Konstruktor bekommt Marke und Kraftstoff. Geschwindigkeit und Kilometerstand beginnen bei 0.

accelerate() erhöht die Geschwindigkeit um 10.
refuel(double liters) tankt nach, aber in den Tank passen höchstens 50 Liter.
drive(int distance) verbraucht 6 Liter auf 100 km und addiert die Strecke zum Kilometerstand. Reicht der Kraftstoff nicht, gibt die Methode eine Meldung aus, und das Auto fährt nicht.
toString() gibt Marke, Kilometerstand und Kraftstoff zurück.

Car car = new Car("Toyota", 20);
car.accelerate();
car.accelerate();
System.out.println("Geschwindigkeit: " + car.speed);
car.drive(100);
System.out.println(car);
car.drive(300);
car.refuel(40);
System.out.println(car);
car.drive(300);
System.out.println(car);

Geschwindigkeit: 20
Toyota: 100 km, 14.0 l
Nicht genug Kraftstoff für 300 km
Toyota: 100 km, 50.0 l
Toyota: 400 km, 32.0 l

Tipp: distance * 6 / 100.0. Mit 100 statt 100.0 ist die Division eine Ganzzahldivision, und für 30 km bekommst du 1 Liter statt 1,8.

Weitere Aufgaben

Rabatt. Gib Product eine Methode applyDiscount(double percent), die den Preis des Produkts senkt. Vergleich sie mit der statischen Methode aus dem Modul „Methoden“, die einen neuen Preis zurückgegeben hat.
Ein Konto mit Verlauf. Gib Account einen Zähler für Vorgänge: Jede Einzahlung und jede erfolgreiche Abhebung erhöht ihn um 1. Eine Methode toString() gibt Inhaber, Kontostand und Anzahl der Vorgänge zurück.

Test

Teste dich

1. Was macht maria.deposit(30)?Zahlt 30 auf das Konto von maria einZahlt 30 auf jedes Konto einErzeugt ein neues Konto mit 30

2. Was sieht eine Instanzmethode, das eine statische Methode nicht sieht?Die Methoden aus dem Modul „Methoden“Ihre ParameterDie Felder des Objekts, auf dem sie aufgerufen wurde

3. Warum lässt sich Account.withdraw(70); nicht kompilieren?Weil return fehltWeil 70 als 70.0 geschrieben werden mussWeil nicht klar ist, von welchem Konto abgehoben werden soll

4. Wann wird toString() von selbst aufgerufen?Nur, wenn das Objekt erzeugt wirdWenn du das Objekt ausgibst oder es mit + an Text hängstNie, du musst sie immer selbst aufrufen

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