3 Objekter

Indhold:

• Objekter og klasser

• Oprettelse af objekter og konstruktører

• Brug af objekters variabler og metoder

• Punkter, rektangler, strenge, lister

Kapitlet forudsættes i resten af bogen.

Forudsætter kapitel 2 Basal programmering.

3.1 Objekter og klasser

Hidtil har vi kun brugt de simple typer (som int, boolean og double). Et javaprogram vil ofte udføre mere komplekse opgaver og dermed have brug for objekter. Et objekt repræsenterer en eller anden (ofte fysisk) ting og indeholder sammensatte data om denne ting, f.eks. et hus-objekt (med adresse, telefonnummer, antallet af døre og vinduer ...), en bil, en person, en bankkonto, en selvangivelse, en ordre, et dokument ...

Objekter kan klassificeres i forskellige kategorier, kaldet klasser. F.eks. kunne man sige, at alle hus-objekter tilhører Hus-klassen. Hus-klassen er en beskrivelse af alle slags huse.

Næsten alt er repræsenteret som objekter i Java og der findes tusindvis af foruddefinerede klasser til ting, som man ofte har brug for som programmør såsom: tekststrenge, datoer, lister, filer og mapper, vinduer, knapper, menuer, netværksforbindelser, hjemmeside-adresser, billeder, lyde ...

Et objekt indeholder data, der beskriver det, som objektet repræsenterer. Et Fil-objekt har oplysninger om den fil, det repræsenterer: Navn, placering, type, dato for oprettelse og indhold. Et Person-objekt har måske variabler for fornavn, efternavn, CPR-nummer.

Et objekt kan også indeholde navngivne programstumper, som kan udføres ved at give objektet besked om det. Disse programstumper kaldes metoder og kan opfattes som spørgsmål eller kommandoer, som man bruger til at undersøge og manipulere indholdet af objektet med.

Et Fil-objekt har måske metoden "omdøb()", der ændrer filens navn, et Person-objekt kan måske give personens alder med metoden "hvadErDinAlder()".

Et objekt kan indeholde metoder og data (variabler)

En metode kan ændre på objektets data, når den udføres

Ligesom med de simple typer afhænger det af objektets type, dets klasse, hvad man kan gøre med det. Ordet "klasse" skal forstås i betydningen "kategori, gruppe". Alle objekter kan klassificeres som værende af en bestemt type (klasse), f.eks. Streng, Dato, Fil, Knap.

Objekter af samme klasse forstår de samme beskeder (kommandoer og spørgsmål) og indeholder samme slags data. Objekter af klassen Person indeholder f.eks. begge et navn, men navnene (data) i de to person-objekter, kan være forskellige.

Et objekts type kaldes dets klasse

Klassen bestemmer, hvilke metoder og data et objekt har

Vi tegner klasser, som vist her til højre.

Øverst er klassens navn, dernæst data og nederst metoderne.

Dette er en del af UML-notationen (Unified Modelling Language), en notation, der ofte bliver anvendt i forbindelse med objektorienteret programmering.

I dette kapitel vil vi bruge objekter fra foruddefinerede klasser. Vi har valgt at kigge nærmere på nogle klasser, der er velegnede til at illustrere ideerne, nemlig Point, Rectangle, String, Date og ArrayList.

String og ArrayList er nok de mest brugte klasser overhovedet og er næsten uundværlige i praktisk programmering.

3.2 Punkter (klassen Point)

Det første objekt, vi vil arbejde med, er Javas Point-objekt, der repræsenterer et punkt. I Java indeholder et punkt to heltalsvariable, nemlig en x- og en y-koordinat. Vi vil senere bruge Point-klassen, når vi kommer til programmering af grafik.

3.2.1 Erklæring og oprettelse

For at kunne arbejde med et objekt, har man brug for en variabel, der refererer til objektet. En variabel af typen Point (der refererer til et punkt) erklæres ved at skrive

  Point p;

Ligesom med de simple typer skriver man typen (Point) efterfulgt af variabelnavnet.

Nu har vi defineret, at p er en variabel til objekter af typen Point og vi kan lave et nyt Point-objekt, som vi sætter p til at pege på¹:

  p = new Point();

Vi skriver altså new og klassens navn (Point) efterfulgt af parenteser med startværdier for objektet. Her giver vi ingen startværdier og parentesen er derfor tom.

Et objekt oprettes med new

Når et objekt oprettes, sørger det for at sætte dets data til nogle fornuftige startværdier

p refererer til et punktobjekt.
Objektet har x=0 og y=0

Man kan sige, at hver gang vi anvender new-operatoren, bruger vi klassen som en slags støbeform, til at skabe et nyt objekt med.

3.2.2 Objektvariabler

Vi kan undersøge objektet p's variabler. Her erklærer vi en anden variabel, a, ...

    int a;

... og gemmer p's x-koordinat i variablen:

    a = p.x;

p's x-koordinat får man fat i, ved at skrive p punktum x. Vi kan derefter udskrive a:

    System.out.println("a: "+a);

Man kan også udskrive koordinaterne direkte, uden at bruge a som mellemvariabel:

    System.out.println("x-koordinat: "+p.x);
    System.out.println("y-koordinat: "+p.y);

Vi kan også ændre p's koordinater:

    p.x = 110;
    p.y = 210;

Variablerne x og y i Point-objektet kan behandles fuldstændig som andre variabler af typen int, når vi bare husker at skrive "p." foran. F.eks. kan man tælle x-koordinaten op med 5:

      p.x = p.x + 5;

x og y kaldes objektvariabler, fordi de tilhører objektet p.

3.2.3 Metodekald

I stedet for at ændre objektet udefra kan vi bede objektet selv udføre ændringen. Metoden move() flytter punktet til et bestemt koordinatsæt, dvs. den

Efter kald af move(200,300)

    p.move(200,300);

Man siger, at man foretager et metodekald på objektet, som p refererer til og man skriver: p punktum metodenavn parenteser.

Efter metodekaldet til move(), har x- og y-koordinaterne ændret sig i det objekt, som p peger på.

Et objekt kan indeholde metoder

Et metodekald på et objekt kan ændre objektets data

Til højre er Point-klassen illustreret i UML-notationen.

Herunder er nogle af de metoder, som punktobjekter forstår (en oversigt over klassen kan findes i appendiks, afsnit 3.9.1).

Nogle af Point-klassens metoder

move(int x, int y)
Sætter punktets koordinater

translate(int x, int y)
Rykker punktets koordinater relativt i forhold til, hvor det er

Først står navnet på metoden med fed, f.eks.: move.

Derefter står parametrene adskilt af komma, f.eks.: (int x, int y).

For hver parameter er angivet en type og et navn. Typen angiver, hvilke værdier man kan kalde metoden med og bruges til at kontrollere, at man har kaldt den med en værdi af den rigtige type. Navnet i beskrivelsen bruges kun til at minde om, hvad parameteren betyder.

Bemærk, at kaldet derfor ser anderledes ud end beskrivelsen:

  p.move(200,300);          // korrekt
  p.move(int 200, int 300); // sprogfejl: parametertyper angivet ved kald.
  p.move(x=200, y=300);     // sprogfejl: parameternavne angivet ved kald.

I parenteserne i metodekaldet giver man oplysninger til objektet om, hvordan man vil have metoden udført

Oplysningerne kaldes parametre (eller argumenter)

I kaldet til move() ovenfor gav vi oplysningerne 200 og 300 som parametre.

3.2.4 Eksempel

Her er et eksempel på tingene, vi har vist ovenfor:

import java.awt.*; // Point-klassen skal importeres fra pakken java.awt

public class BenytPunkter
{
  public static void main(String[] arg) 
  {
    Point p;
    p = new Point();

    int a;

    a = p.x;

    System.out.println("a: "+a);

    System.out.println("x-koordinat: "+p.x);
    System.out.println("y-koordinat: "+p.y);

    p.x = 110;
    p.y = 210;
    System.out.println("x-koordinat: "+p.x);
    System.out.println("y-koordinat: "+p.y);

    p.move(200,300);
    System.out.println("x-koordinat: "+p.x);
    System.out.println("y-koordinat: "+p.y);

    p.x = p.x + 5;
    System.out.println("x-koordinat: "+p.x);
    System.out.println("y-koordinat: "+p.y);

    p.translate(-10,20);
    System.out.println("x-koordinat: "+p.x);
    System.out.println("y-koordinat: "+p.y);
  }
}

a: 0
x-koordinat: 0
y-koordinat: 0
x-koordinat: 110
y-koordinat: 210
x-koordinat: 200
y-koordinat: 300
x-koordinat: 205
y-koordinat: 300
x-koordinat: 195
y-koordinat: 320

3.2.5 Import af standardklasser

Øverst i kildeteksten "importerer" vi alle klasser i pakken java.awt:

import java.awt.*;

Dette fortæller oversætteren, hvor den skal lede efter definitionen af klasserne, vi bruger i programmet. I dette tilfælde er det for at oversætteren skal kende til Point-klassen (der findes i pakken java.awt).

En pakke er en samling klasser med beslægtede funktioner. AWT står for "Abstract Window Toolkit" og java.awt indeholder forskellige nyttige klasser til at tegne grafik på skærmen, herunder klasser til at repræsentere punkter og rektangler.

Lige nu er det nok at vide, at de fleste klasser skal importeres, før de kan bruges (hvis du er meget nysgerrig, kan du læse den første del af kapitel 6 om pakker allerede nu).

3.3 Rektangler (klassen Rectangle)

Vi vil nu gå videre til nogle lidt mere indviklede objekter af klassen Rectangle. Den bruges sjældent i praksis (så du behøver ikke lære dens metoder udenad), men den er velegnet til at illustrere ideer omkring oprettelse af objekter (konstruktører) og metodekald med returværdi.

Et rektangel-objekt består af en x- og y-koordinat og en højde og bredde. Disse objektvariabler (data) hedder x, y, width og height.

En variabel med navnet r af typen Rectangle erklæres med:

    Rectangle r;

Ligesom med Point skal vi have lavet et rektangel-objekt, som r refererer til, ellers peger r ingen steder hen (den har værdien null):

    r = new Rectangle();

Som med de simple typer kan man godt erklære variablen og initialisere den i samme linje:

    Rectangle r = new Rectangle();

Vi kan ændre dette til (1,1,10,10) med:

    r.x = 1;
    r.y = 1;
    r.width = 10;
    r.height = 10;

Det er besværligt, hvis man skal bruge fire linjers programkode på, at sætte et objekts værdier, når man opretter det. Det kan gøres kortere.

3.3.1 Konstruktører

Når man vil oprette et objekt med bestemte startværdier, kan det gøres ved, at benytte en konstruktør, hvor startværdierne kan angives.

For eksempel kan et rektangel oprettes med:

    r = new Rectangle(1,1,10,10);

De fire parametre i parenteser fortæller, at det rektangel, som skal skabes, som start skal have det øverste venstre hjørne i (1,1) og en bredde og en højde på 10.

Det er i virkeligheden en slags metodekald, vi her foretager, så det er ikke nogen tilfældighed, hvis det ligner.

Når man skaber et nyt objekt med new, kaldes en konstruktør

Konstruktøren opretter objektet og initialiserer dets data (variabler)

Nogle konstruktører har parametre, der beskriver, hvordan objektet skal oprettes (hvilke værdier dets variabler skal have)

Herunder er beskrevet tre konstruktører for Rectangle - dvs. tre måder, rektangler kan oprettes på.

Nogle af Rectangle-klassens konstruktører

Rectangle()
opretter et rektangel i (0,0), hvis bredde og højde er 0

Rectangle(int bredde, int højde)
opretter et rektangel i (0,0) med den angivne bredde og højde

Rectangle(int x, int y, int bredde, int højde)
opretter et rektangel i (x,y) med den angivne bredde og højde

Point-klassens konstruktører er beskrevet i appendikset afsnit 3.9.1. Vi kan f.eks. bruge den, der har to parametre:

    Point p;
    p= new Point(8,6);  // skaber et Point med koordinaterne (8,6)

3.3.2 Metoder

Vi vil nu lave et lille program, der tjekker, om punktet p ligger inde i rektanglet r. Vi erklærer en variabel, inde, af type boolean, som vi kan bruge til at gemme resultatet af vores undersøgelse i.

    boolean inde;

Objekter af klassen Rectangle har en metode, contains(), som kan fortælle, om et punkt ligger inde i rektanglet:

    inde = r.contains(p);

Det, der sker, er, at vi kalder metoden contains() - svarende til spørgsmålet "indeholder du p?" - på rektanglet r. Vi giver p med som parameter, således at rektanglets metode ved, at det lige præcis er punktet p, som skal undersøges. Metoden bliver udført og foretager nogle beregninger, som vi ikke kan se og til sidst kommer den ud med et svar. Dette svar returneres til os og bliver gemt i variablen 'inde'. Modsat tilfældet med Point-objekters move()- og translate()-metoder er rektanglers indhold uændret af kald af contains().

Ikke alle metoder på et objekt ændrer på det

Nogle metoder giver et svar tilbage (returnerer et resultat)

Prøv at sammenligne det med kaldet til Math.sqrt(), som vi så i forrige kapitel:

    hypotenuse = Math.sqrt(x*x + y*y);

Det er samme mekanisme: Vi spørger Math.sqrt() om, hvad kvadratroden af x*x+y*y er og svaret, som metoden giver tilbage, gemmer vi i variablen hypotenuse.

3.3.3 Metoders returtype

Ligesom parametre skal være af den rette type, gælder for resultatet af et metode-kald at:

En metode giver et resultat af en bestemt type, når den bliver udført

Dette kaldes metodens returtype

Math.sin() har returtypen double, mens contains() på et rektangel-objekt har returtypen boolean. Det er derfor, vores variabel 'inde' også skulle have typen boolean.

Hvis punktet var inde i rektanglet, så vil vi skrive det på skærmen:

    if (inde==true)
    {
        System.out.println(”p er inde i r”);
    }

Herunder ses nogle af Rectangle-klassens metoder. Foran metode-navnene står returtyperne. I kursiv står spørgsmålene, som de svarer til. En mere komplet oversigt over klassen kan findes i appendiks i afsnit 3.9.2.

Nogle af Rectangle-klassens metoder.

boolean contains (Point p) "indeholder du p?"
returnerer true, hvis p er inden for rektanglet, ellers false.

Point getLocation() "hvad er din placering?"

returnerer et Point-objekt, der har samme koordinater som rektanglets øverste venstre hjørne.

String toString() "hvordan vil du beskrive dig selv?"
giver en beskrivelse af rektanglet med (x,y)-koordinater og mål som en streng.

Her er Rectangle illustreret i UML-notation.

Returtyperne skrives her efter metodenavnet. Ofte vil vi af hensyn til overskueligheden undlade returtyperne (ligesom vi nogle gange undlader parametertyperne).

Herunder ses et samlet eksempel med to punkter. Det andet punkt, p2, undersøger vi direkte i en if-sætning uden at bruge en mellemvariabel.

import java.awt.*;

public class BenytRektangler
{
  public static void main(String[] arg)
  {
    Point p, p2;
    Rectangle r;

    p = new Point();
    p2 = new Point(6,8);
    r = new Rectangle(1,1,10,10);

    boolean inde;
    inde = r.contains(p);

    if (inde==true)
    {
        System.out.println("p er inde i r");
    }

    if (r.contains(p2))
    {
        System.out.println("p2 er inde i r");
    }
  }
}

p2 er inde i r

3.3.4 Metoders parametre

Her er et eksempel, der beregner afstanden (distancen) mellem punktet p og rektanglet r's øverste venstre hjørne. Det foregår ved, at vi spørger r: getLocation() - "hvad er din position?". Svaret bruger vi som parameter til et spørgsmål til p: distance(svaret fra r) - "Hvad er din afstand til (svaret fra r)?"

    double afstand;
    afstand = p.distance(r.getLocation());

Ved et metodekald beregnes først alle parametrene og derefter udføres metoden

Dvs. først beregnes parameteren, getLocation() kaldes altså på r. Den returnerer et punkt som er r's (x,y) og derefter kaldes distance() på p med dette Point-objekt som parameter.

Man kunne også bruge en mellemvariabel og skrive:

    Point rpunkt;
    rpunkt = r.getLocation();      // rpunkt er r's øverste venstre hjørne
    afstand = p.distance(rpunkt);

Det er i starten lettere at læse kode med mellemvariabler, men når eksemplerne bliver mere indviklede, bliver antallet af mellemvariabler for stort. Man skal øve sig i selv at forestille sig, at der er nogle mellemregninger med mellemvariabler.

3.4 Tekststrenge (klassen String)

s refererer
ikke til noget

String s;

Nu har vi defineret, at s er en variabel, der kan referere til objekter af typen String, men den peger endnu ikke på nogen konkret streng.

s refererer nu
til en streng

Lad os tildele s en værdi. Så er situationen som vist på figuren til højre:

s = "Ude godt";

Vi kan bruge s i vores program, f.eks. til at skrive ud på skærmen:

System.out.println("Strengen s indeholder: "+s);

Vi kan spørge streng-objektet om forskellige ting. For eksempel kan vi kalde length(), der svarer til spørgsmålet "hvor lang er du?":

int strengensLængde;
strengensLængde = s.length();  //  strengen svarer med tallet 8
System.out.println("s er "+strengensLængde+" tegn lang");

s er 8 tegn lang 

Vi kunne også springe mellemvariablen over og skrive:

System.out.println("s er "+s.length()+" tegn lang"); 

Metoden toUpperCase() svarer til spørgsmålet "hvordan ser du ud med store bogstaver?":

System.out.println("s med store bogstaver: "+s.toUpperCase());

s med store bogstaver: UDE GODT

Herunder ses nogle af metoderne, man kan kalde på strenge. I kursiv til højre står spørgsmålene, som de svarer til.

Nogle af String-klassens metoder. En mere fuldstændig oversigt kan findes i afsnit 3.9.3.

String replace (String søgetekst, String erstatning) "hvad hvis x erstattes med y i strengen?"
giver en ny streng, som er identisk med denne streng, bortset fra at alle steder i strengen hvor teksten søgetekst står er blevet erstattet med teksten erstatning.

String substring (int startindeks) "hvad er delstrengen fra x?"
giver en ny streng, som er en del af denne streng. Delstrengen starter ved startindeks og går til slutningen.

String substring (int startindeks, int slutindeks) "hvad er delstrengen fra x til y?"
giver en ny streng, som er en del af denne streng. Delstrengen starter ved startindeks og slutter ved slutindeks (til og med slutindeks-1).

String toLowerCase () "hvordan ser du ud med små bogstaver?"
giver en ny streng, som er identisk med denne streng, bortset fra at alle store bogstaver er erstattet med små.

String toUpperCase () "hvordan ser du ud med store bogstaver?"
giver en ny streng, som er identisk med denne streng, bortset fra at alle små bogstaver er erstattet med store.

boolean equals (String str) "er det samme indhold?"
giver sand, hvis denne streng indeholder den samme tegnsekvens som str, ellers falsk.

int length () "hvad er din længde?"
giver længden af (antal tegn i) strengen.

int indexOf (String str) "hvor er delstrengen x?"
giver indeks på første forekomst af str som delstreng. Er str ikke er en delstreng, returneres -1.

Herunder ses et eksempel, hvor nogle af metoderne er afprøvede:

// BenytStrenge.java
// Viser brugen af String-klassen og dens metoder.
public class BenytStrenge
{
  public static void main(String[] arg)
  {
    String s;
    s = "Ude godt";
    System.out.println("Strengen s indeholder: "+s);
    System.out.println("s er "+s.length()+" tegn lang");
    System.out.println("s med store bogstaver: "+s.toUpperCase());
    System.out.println("Tekst på plads nummer 4 og frem: "+s.substring(4));
    System.out.println("Det første g er på plads nummer: "+s.indexOf("g"));
  }
}

Strengen s indeholder: Ude godt
s er 8 tegn lang
s med store bogstaver: UDE GODT
Tekst på plads nummer 4 og frem: godt
Det første g er på plads nummer: 4

3.4.1 Streng-objekter er uforanderlige

De fleste objekter tillader, at deres data ændres, enten ved at man direkte har adgang til deres variabler eller gennem kald af metoder.

Når vi skal ændre i et Point-objekt, f.eks. så dets x og y er (1,1), skriver vi:

  p.move(1,1);                // p forandres

Sådan er det ikke med strenge: Metoderne i strenge er indrettet sådan, at de ikke ændrer i objektet. I stedet returneres et nyt streng-objekt, som indeholder resultatet af ændringen.

Kalder man derfor en ændringsmetode på en streng, bliver strengen ikke ændret:

  s.replace("godt","fint");   // objektet s peger på forandres ikke

replace() giver en ny streng tilbage til os, hvor alle steder med "godt" er erstattet med "fint", men den bliver smidt væk med det samme, da vi ikke bruger returværdien.

I stedet skal vi huske returværdien:

  String s2;
  s2 = s.replace("godt","fint");// s forandres ikke, men s2 husker resultatet

Nu bliver resultat-strengen gemt vha. s2 (den streng s peger på er som sagt uforandret).

Her ses samlet et eksempel på, hvordan man bruger streng:

// BenytStrenge2.java
public class BenytStrenge2
{
  public static void main (String[] arg)
  {
    String s1, s2, s3, s4;
    s1 = "Ude godt, men hjemme bedst.";
    s1.toUpperCase();          // lav store bogstraver, men smid resultatet væk
    s2 = s1.toUpperCase();     // lav store bogstraver fra s1, gem det i s2
    s3 = s2.replace("E", "X"); // erstat E med X på s2 og gem resultatet i s3
    s4 = s3.substring(4, 16);  // tag delstreng på s3 og gem resultatet i s4

    System.out.println ("s1: " + s1);  // s1 er stadig med små bogstaver
    System.out.println ("s2: " + s2);  // s2 har ikke fået ændret E til X
    System.out.println ("s3: " + s3);  // s3 er ikke delstrengen på plsds 4-16
    System.out.println ("s4: " + s4);  // s4 er delstrengen på plsds 4-16
  }
}

s1: Ude godt, men hjemme bedst.
s2: UDE GODT, MEN HJEMME BEDST.
s3: UDX GODT, MXN HJXMMX BXDST.
s4: GODT, MXN HJ

Variablerne s1, s2, s3 og s4 får tildelt en reference (pegepind) til hvert sit strengobjekt og derefter ændrer deres indhold sig ikke, uanset hvilke metoder der kaldes på objekterne.

Bemærk, at selvom streng-objekterne i sig selv er uforanderlige, kan streng-variabler godt ændres:

  s = s.replace('d','f');  // sæt s til at referere resultatet af replace()

Forskellen mellem en metode, der ændrer på det objekt, den bliver kaldt på og en metode, der returnerer en værdi, kan være svær at forstå i starten, men det kommer i takt med, at du programmerer selv.

3.4.2 Man behøver ikke bruge new til String-objekter

De andre klasser, vi har set indtil nu, har vi brugt til at skabe nye objekter med. Når vi skulle lave et nyt Point-objekt, kaldte vi dens konstruktør vha. new, f.eks.:

  Point p;
  p = new Point(0,0);

Lige netop med strenge behøves det ikke. Her skriver man typisk:

  String s;
  s = "Ude godt";

Man kan godt skrive:

  s = new String("Ude godt");

I det sidste tilfælde skabes et nyt String-objekt, som også indeholder teksten "Ude godt", så der i lageret er to strenge med samme indhold, hvilket er unødvendigt. Netop fordi strenge ikke kan ændres, når de først er skabt, har man aldrig brug for kopier. Hvorfor skulle man lave en kopi, når den alligevel altid vil være helt den samme som originalen?

3.4.3 Navnesammenfald for metoder

I tabellen over Strings metoder er der en, der er nævnt to gange; substring(). Den findes i to varianter: substring(int startindeks) og substring(int startindeks, int slutindeks).

Hvilken variant der kaldes i BenytStrenge2.java ved tildelingen af s4, kan man se ud fra hvilke parameterlister, der passer sammen. I dette tilfælde den metode med to parametre.

Så længe der er forskel på antallet af parametre, er det simpelt nok, ellers må man kigge på typerne af parametrene.

3.4.4 At sætte strenge sammen med +

Operatoren + bruges ikke kun til at lægge tal sammen. Hvis enten højre- eller venstre-siden er en streng, bliver + opfattet som: "konverter begge sider til strenge og sæt dem i forlængelse af hinanden til en samlet streng".

Hvis man f.eks. skriver:

  Point p;
  p=new Point(1,1);
  System.out.println("Svaret er: "+p);

Svaret er: java.awt.Point[x=1,y=1]

Sker der i computeren nogenlunde følgende:

  String s1;
  String s2;
  String s3;
  s1 = "Svaret er: ";
  s2 = p.toString();  // toString() er en metode alle objekter har
  s3 = s1 + s2;
  System.out.println(s3);

Metoden toString() laver en streng-repræsentation af et objekt. Alle objekter har en toString()-metode og oversætteren sætter kode ind, der kalder toString(), hvis den møder et + mellem en streng og en anden slags objekt.

Alle de simple typer kan også laves om til strenge med +:

  int i;
  i = 42;
  System.out.println("Svaret er: "+i);

Java kigger ikke på indholdet af strengene, så "2" (som streng) + 3 (som tal) giver "23" (som streng).

Man kan altså bruge operatoren + til et lille trick: For at få noget repræsenteret som en streng, kan man sammensætte det med en tom streng:

  String s;
  int i;
  i = 42;
  s = ""+i; // nu refererer s til strengen "42"

Man kan derimod ikke skrive:

  s = i;   // sprogfejl: konverterer ikke automatisk fra int til String. 

...eller...

  i = s+1; // sprogfejl: konverterer ikke automatisk fra String til int.

... selvom s er "42".

3.4.5 Sammenligning

Umiddelbart kunne man fristes til at sammenligne to strenge med == ligesom med de simple typer. Det går ofte (men ikke altid) godt:

    s1 = "Hej verden";
    s2 = s1;
    if (s1 == s2) System.out.println("s1 og s2 er ens.");       // forkert!
    else System.out.println("s1 og s2 er IKKE ens."); 

s1 og s2 er ens.

Imidlertid sammenligner == ikke indholdet af objekterne, men referencerne til (adresserne på), objekterne. Sammenligningen s1==s2 er kun sand, fordi s1 og s2 peget på det samme objekt.

Derfor vil s1==s2 altid være falsk, hvis s1 og s2 refererer til to objekter forskellige steder i hukommelsen, også selvom de har samme indhold:

    s1 = "Hej verden";
    s2 = "Hej " + s1.substring(4); // giver "Hej "+"verden" = "Hej verden"
    if (s1 == s2) System.out.println("s1 og s2 er ens.");       // forkert!
    else System.out.println("s1 og s2 er IKKE ens."); 

s1 og s2 er IKKE ens.

I stedet bør man kalde equals()-metoden, dvs. spørge et af objekterne "har du samme indhold som dette objekt?" og give det andet objekt som parameter:

    if (s1.equals(s2)) System.out.println("s1 og s2 er ens.");  // korrekt
    else System.out.println("s1 og s2 er IKKE ens."); 

s1 og s2 er ens.

Dette gælder i virkeligheden ikke kun strenge. Alle objekter har en equals()-metode, som kan bruges til at afgøre, om indholdet af to objekter er ens og den bør bruges fremfor ==.

Sammenligning af adresser på objekter sker med ==

Sammenligning af objekters indhold sker med equals()-metoden

3.4.6 Opgaver

1. Skriv et program, der finder positionen af det første mellemrum i en streng.
   (vink: Brug metoden indexOf(" "))

2. Skriv et program, der fjerner det første ord i en sætning (indtil første mellemrum).

3. Skriv et program, der tæller antallet af mellemrum i en tekst.

4. Skriv et program, der fjerner den første forekomst af ordet "måske" fra en tekst.
   Ændr derefter programmet, så det fjerner alle forekomster af ordet (brug en løkke).

5. Skriv et program, der finder og fjerner alle forekomster af ordet "måske" fra en tekst, uanset om det er skrevet med store eller små bogstaver.

6. Skriv et program, der undersøger, om en tekst er et palindrom, dvs. med samme stavning forfra og bagfra (som f.eks. "regninger", "russerdressur", "vær dog god ræv").
   (vink: Træk de enkelte tegn ud af strengene med substring(n,n+1) og husk, at strengobjekter skal sammenlignes med .equals()-metoden: s1.equals(s2)).

7. Udvid programmet til at tage højde for store/små bogstaver, tegnsætning og mellemrum, sådan at de følgende palindromer også genkendes: "Selmas lakserøde garagedøre skal samles" og "Åge lo, da baronesse Nora bad Ole gå".

3.5 Lister (klassen ArrayList)

En ArrayList er en liste af objekter, der bliver nummereret efter et indeks.

Konstruktører og metoder er beskrevet i appendiks, afsnit 3.9.6.

En ArrayList er en liste af objekter

En liste oprettes normalt med viden om hvilken slags objekter, den skal indeholde. F.eks.:

  ArrayList<String> liste;
  liste = new ArrayList<String>();

opretter en liste af strenge². Man tilføjer elementer til listen med liste.add( ), f.eks.:

  liste.add("æh");

der tilføjer strengen "æh" til listen.

Man kan sætte ind midt i listen med liste.add( indeks , objekt ), f.eks.:

  liste.add(0,"øh");

der indsætter "øh" på plads nummer 0, sådan at listen nu indeholder først "øh" og så "æh". Alle elementerne fra og med det indeks, hvori man indsætter, får altså rykket deres indeks et frem.

Man aflæser et element i listen med liste.get( indeks ).

Med liste.size() får man antallet af elementer i listen, i dette tilfælde 2.

Nogle af ArrayList-klassens metoder

Metoder

void add ( element )
Føjer element til listen. element skal være af ArrayList-objektets type.

void add ( int indeks , element )
Indsætter element i listen lige før plads nummer indeks. Første element er på plads nummer 0.

void remove ( int indeks )
Sletter elementet på plads nummer indeks.

int size ()
returnerer antallet af elementer i listen.

Object get (int indeks)
Returnerer en reference til objektet på plads nummer indeks (regnet fra 0).

String toString ()
returnerer listens indhold som en streng. Dette sker ved, at konvertere hver af elementerne til en streng.

ArrayList-klassen skal importeres med import java.util.*; før den kan bruges

listen lige efter
indsættelse af "buh"

import java.util.*;

public class BenytArrayList
{
  public static void main(String[] arg)
  {
    ArrayList<String> liste;         // opret liste-variabel
    liste = new ArrayList<String>(); // opret liste-objekt

    liste.add("æh");                 // føj til listen
    liste.add("bæh");
    liste.add("buh");

    System.out.println("Listen har elementerne "+liste.toString());

    liste.add(2,"og");
    System.out.println("Nu har listen "+liste); // .toString() kaldes implicit

    liste.remove(0);
    System.out.println("Nu har listen "+liste+" og størrelsen "+liste.size());
    System.out.println("På plads nummer 1 er: "+liste.get(1));

    for (String element : liste) {  // gennemløb alle elementerne i listen
      System.out.println("Et element i listen: "+ element);
    }
  }
}

Listen har elementerne [æh, bæh, buh]
Nu har listen [æh, bæh, og, buh]
Nu har listen [bæh, og, buh] og størrelsen 3
På plads nummer 2 er: og
Et element i listen: bæh
Et element i listen: og
Et element i listen: buh

Vi indsætter først tre (referencer til) strenge i listen (se figur). Dernæst lægges "og" ind på plads nummer 2, dvs. efter "bæh" og før "buh". Til sidst fjernes "æh" på plads nummer 0.

Lister kan blive vilkårligt lange. De sørger selv for at reservere mere hukommelse, hvis det bliver nødvendigt.

3.5.1 Gennemløb af lister

Læg mærke til, hvordan man kan gennemløbe en liste:

    for (String element : liste) {
      System.out.println("Et element i listen: "+ element);
    }

Denne specielle syntaks til for-løkken, der er beregnet til at gennemløbe alle elementerne i en liste, kom til i efteråret 2004 med JDK 1.5. Den har den generelle form:

    for (Elementtype elementvariabel : liste) kommando;

Bruger du en ældre udgave af Java (eller skal dit program også virke i de ældre udgaver af Java), er du nødt til at arbejde med lister, som man gjorde det før JDK 1.5.

3.5.2 Historisk bemærkning: Lister før JDK 1.5

Før JDK 1.5 måtte man bruge en tællevariabel, der løb fra 0 til listens størrelse (liste.size()) til at gennemløbe listen element for element. Derfor så man ofte programkoden:

    for (int n=0; n<liste.size(); n++) {
      String element = liste.get(n);
      System.out.println("Element nummer "+n+" i listen: "+ element);
    }

Element nummer 0 i listen: bæh
Element nummer 1 i listen: og
Element nummer 2 i listen: buh

Hvis man har brug for at kende elementets nummer (her er det i variablen n), kan den gamle måde stadig være den bedste.

Før JDK 1.5 var man også henvist til, at oprette lister uden at angive elementernes type:

    ArrayList liste;         // opret liste-variabel uden <String>-elementtype
    liste = new ArrayList(); // opret liste-objekt uden <String>-elementtype

I stedet måtte man foretage en eksplicit typekonvertering, når man tog noget ud af listen:

    for (int i=0; i<liste.size(); i++) {
      String element = (String) liste.get(i);
      System.out.println("Element nummer "+n+" i listen: "+ element);
    }

3.5.3 Eksempel: Eventyrfortælling

Her er et program, der kombinerer forskellige personer og handlinger til et lille eventyr:

import java.util.*;

public class Eventyr
{
  public static void main(String[] arg)
  {
    ArrayList<String> personer = new ArrayList<String>();
    personer.add("De tre små grise");
    personer.add("Ulven");
    personer.add("Rødhætte");
    
    ArrayList<String> handlinger = new ArrayList<String>();
    handlinger.add("slikker sig om munden");
    handlinger.add("får en idé!");
    handlinger.add("gemmer sig i skoven");

    for (int i=0; i<5; i++) {
      String person = personer.get( (int) (Math.random()*personer.size()));
      String handling = handlinger.get( (int) (Math.random()*handlinger.size()));
      System.out.println(person + " " + handling);
    }
  }
}

Ulven får en idé!
Ulven slikker sig om munden
Rødhætte gemmer sig i skoven
De tre små grise slikker sig om munden
Ulven gemmer sig i skoven

Opgave

Udvid programmet, så eventyret bliver mere interessant.

3.5.4 Eksempel: Punkter i en liste

I det næste eksempel lægges tre Point-objekter ind i en liste og listen gennemløbes, for at finde punktet med den mindste afstand til (0,0) (også kaldet origo).

import java.awt.*;
import java.util.*;

public class MindsteAfstand
{
  public static void main(String[] arg)
  {
    ArrayList<Point> punktliste;   // punkt-liste   (Før JDK1.5 fjernes <Point>)
    Point origo, p1, p2, p3;
    double minDist = 10000;
    punktliste = new ArrayList<Point>();
    origo = new Point(0,0);
    p1 = new Point(0,65);
    p2 = new Point(50,50);
    p3 = new Point(120,10);
    
    punktliste.add(p1);
    punktliste.add(p2);
    punktliste.add(p3);
    
    for (Point p : punktliste)
    {
      double dist;

      dist = origo.distance(p);
      if (dist<minDist)
      {
        minDist=dist;
      }
    }

    System.out.println("Den mindste afstand mellem punkterne "
      + punktliste + " og (0,0) er "+minDist);
  }
}

Den mindste afstand mellem punkterne [java.awt.Point[x=0,y=65], java.awt.Point[x=50,y=50], java.awt.Point[x=120,y=10]] og (0,0) er 65.0

3.5.5 Eksempel: Blanding af kort med ArrayList

I det følgende bruges nogle af de metoder, der er nævnt i appendikset om ArrayList (afsnit 3.9.6). Dette program blander nogle spillekort (beskrevet som strenge³) i en liste:

import java.util.*;
 
public class BlandKort
{
  public static void main(String[] arg)
  {
    ArrayList<String> bunke = new ArrayList<String>();

    // Opbyg bunken
    for (int n=2; n<9; n++)
    {
      bunke.add("ruder"+n);  // ruder
      bunke.add("klør"+n);   // klør
      bunke.add("spar"+n);   // spar
    }

    System.out.println("Før blanding: "+bunke);   // bunke.toString() kaldes
    int antalKort = bunke.size();

    // Bland bunken
    for (int n=0; n<100; n++)
    {
      int nr = (int) (Math.random() * antalKort); // find en tilfældig plads

      String kort = bunke.get(nr);                // tag et kort ud
      bunke.remove(nr);

      nr = (int) (Math.random() * antalKort);
      bunke.add(nr, kort);                        // sæt det ind et andet sted
    }
    
    System.out.println("Efter blanding: "+bunke);
  }
}

Før blanding: [ruder2, klør2, spar2, ruder3, klør3, spar3, ruder4, klør4, spar4,
ruder5, klør5, spar5, ruder6, klør6, spar6, ruder7, klør7, spar7, ruder8, klør8,
spar8]
Efter blanding: [spar3, klør3, ruder7, spar5, spar2, ruder5, ruder6, klør6, spar6, klør5, klør8, ruder2, ruder4, klør7, ruder3, spar8, spar4, ruder8, klør4, klør2, spar7]

Blandingen udføres ved 100 gange at tage et kort fra en tilfældig plads (med get()), fjerne det (med remove()) og flytte det til en anden tilfældig plads (med add() på den nye plads).

3.6 Datoer (klassen Date)

Date-klassen repræsenterer et punkt i tiden (en dato og et klokkeslæt).

For at oprette et dato-objekt, der repræsenterer dags dato og tid, skriver vi:

  Date netopNu;
  netopNu = new Date();                    // dags dato og tidspunkt lige nu

new-operatoren er som bekendt bindeleddet mellem en klasse (f.eks. Date) og et objekt (en konkret dato, f.eks. 24/12 2000 kl. 18:37).

For at oprette en dato, der repræsenterer et andet tidspunkt, kan vi bruge en af de andre konstruktører, der får årstal, måned (regnet fra 0), dag, time og minut. Undertegnede er født den 1. januar 1971, så min fødselsdag kunne oprettes med:

  jacobsFødselsdag = new Date(71,0,1,12,00); // 1.januar 1971 kl. 12:00

I appendiks 3.9.5 er et udvalg af Date-klassens konstruktører og metoder beskrevet.

Eksemplet nedenfor regner på min fødselsdato og finder ud af, hvornår jeg var halvt så gammel som nu.

// Datoer.java
// Viser brugen af Date-klassen og dens metoder.

import java.util.*; // Date-klassen er i pakken java.util

public class Datoer
{
  public static void main (String[] arg)
  {
    Date netopNu;
    Date jacob;

    netopNu = new Date();                    // dags dato og tidspunkt lige nu
    jacob = new Date(71,0,1,12,00);          // 1. januar 1971 kl. 12:00

    System.out.println("Dags dato: "+netopNu.toString());
    System.out.println("Jacob blev født "+jacob); // .toString() implicit

    // Lad os regne Jacobs alder ud (i millisekunder)
    long nuMs;
    long jacobMs;
    long alderMs;

    nuMs = netopNu.getTime();
    jacobMs = jacob.getTime();
    alderMs = nuMs - jacobMs;
 
    // Hvornår var han halvt så gammel?
    jacob.setTime(nuMs - alderMs/2);
    System.out.println("Jacob var halvt så gammel "+jacob);
  }
}

Dags dato: Sun Jul 15 14:33:59 CEST 2001
Jacob blev født Fri Jan 01 12:00:00 CET 1971
Jacob var halvt så gammel Wed Apr 09 01:46:59 CEST 1986

Kaldet jacob.setTime(...) ændrer objektet, så Jacobs fødselsdag blev glemt.

Man kan gøre meget mere med datoer end vist her:

• GregorianCalendar-klassen repræsenterer vort kalendersystem (det gregorianske / julianske) og har alle de kalenderfunktioner, man kunne ønske sig. Med den kan man arbejde med ugedage, måneder, år, tidszoner, sommertid etc.

• Med DateFormat-klassen kan man formatere og udskrive datoer langt pænere end med toString() og på alle mulige sprog (bl.a. på dansk). Klassen kan også gå den anden vej: Analysere en tekststreng og finde frem til datoen den repræsenterer.

3.6.1 Opgaver

1. Ret Datoer-programmet sådan, at Jacobs fødselsdato ikke går tabt (opret et tredje objekt, i stedet for at ændre i jacob-objektet).

2. Skriv et program, der udskriver datoen for i morgen, om en uge og om et år.

3. Skriv et program, der ud fra en persons fødselsdato udskriver alle fødselsdage, som personen har fejret indtil nu (lav f.eks. en while-løkke, hvor du tæller år frem fra fødselsdatoen og brug metoden before(), til at tjekke, om du er nået frem til nu).

3.7 Test dig selv

3.8 Resumé

3.9 Appendiks

Her finder du en oversigt over de vigtigste klasser og deres vigtigste metoder. På adressen http://java.sun.com/j2se/1.5/docs/api findes en komplet oversigt.

3.9.1 Klassen Point

Point repræsenterer et punkt med en x- og y-koordinat.

java.awt.Point - punkter med en x- og y-koordinat - skal importeres med import java.awt.*;

Variabler

int x x-koordinaten

int y y-koordinaten

Konstruktører

Point()

Opretter et punkt i (0,0).

Point(int x, int y)
Opretter et punkt i (x,y).

Point(Point p)
Opretter et punkt med samme (x,y)-koordinater som p.

Metoder

void move(int x, int y)
Sætter punktets koordinater.

void translate(int x, int y)
Rykker punktets koordinater relativt i forhold til, hvor det er.

double distance(Point etAndetPunkt)
Giver afstanden fra punktet til etAndetPunkt.

boolean equals(Object obj)
Undersøger, om punktet har samme koordinater som obj. Returnerer true, hvis det er tilfældet og false, hvis obj ikke er et punkt eller hvis det har andre koordinater.

String toString()
giver en strengrepræsentation af punktet med (x,y)-koordinater, f.eks. java.awt.Point[x=0,y=0]

3.9.2 Klassen Rectangle

Rectangle repræsenterer et todimensionalt rektangel.

java.awt.Rectangle - todimensionalt rektangel - skal importeres med import java.awt.*;

Variabler

int x x-koordinat på øverste venstre hjørne

int y y-koordinat på øverste venstre hjørne

int width bredden

int height højden

Konstruktører

Rectangle()
opretter et rektangel i (0,0), hvis bredde og højde er 0.

Rectangle(int bredde, int højde)
opretter et rektangel i (0,0) med den angivne bredde og højde.

Rectangle(int x, int y, int bredde, int højde)
opretter et rektangel i (x,y) med den angivne bredde og højde.

Rectangle(Point p)
opretter et rektangel i p, hvis bredde og højde er 0.

Metoder

void add (Point p)
udvider rektanglet sådan, at det også omfatter punktet p.

void translate (int x, int y)
rykker rektanglets koordinater relativt i forhold til, hvor det er.

boolean contains (Point p)
returnerer true, hvis p er inden for rektanglet, ellers false.

boolean intersects (Rectangle r)
returnerer true, hvis rektanglet og r overlapper.

Rectangle intersection (Rectangle r)
undersøger overlappet (fællesmængden, snitmængden) mellem rektanglet og r og returnerer et rektangel, der repræsenterer det fælles overlap.

Rectangle union(Rectangle r)
returnerer et rektangel, der repræsenterer foreningsmængden, dvs. det mindste rektangel, der indeholder både r og dette rektangel.

boolean equals(Object obj)
Undersøger, om rektanglet har samme koordinater og mål som obj. Returnerer true, hvis det er tilfældet og false, hvis obj ikke er et rektangel, eller hvis det har andre koordinater eller mål.

String toString()
giver en strengrepræsentation af rektanglet med (x,y)-koordinater og mål.

3.9.3 Klassen String

Strenge er specielle ved, at de ikke kan ændres, når de først er oprettet.

java.lang.String - tekststrenge

char charAt (int indeks)
returnerer tegnet på det angivne indeks. Indeks tæller fra 0.

String replace (String søgetekst, String erstatning)
Giver en ny streng, som er identisk med denne streng, bortset fra at alle steder i strengen, hvor teksten søgetekst står, er blevet erstattet med teksten erstatning.

String substring (int startindeks)
Returnerer en ny streng, som er en del af denne streng. Delstrengen starter ved startindeks og går til slutningen.

String substring (int startindeks, int slutindeks)
Returnerer en ny streng, som er en del af denne streng. Delstrengen starter ved startindeks og slutter ved slutindeks (til og med slutindeks-1).

String[] split (String regulærtUdtryk)
Deler strengen op efter skilletegnene i regulærtUdtryk og returnerer et streng-array med bidderne. Et par eksempler på brug kan findes sidst i afsnit 3.10.5 og i afsnit 15.3.1.

String toLowerCase ()
returnerer en ny streng, som er identisk med denne streng, bortset fra at alle store bogstaver er erstattet med små.

String toUpperCase ()
returnerer en ny streng, som er identisk med denne streng, bortset fra at alle små bogstaver er erstattet med store.

String trim ()
returnerer en ny streng, som er identisk med denne streng, bortset fra at alle blanktegn, tabulatortegn, linjeskift etc. er fjernet fra begge ender af strengen.

int length ()
returnerer længden af (antal tegn i) strengen.

int indexOf (String str)
returnerer indekset på den første forekomst af str som delstreng. Hvis str ikke er en delstreng, returneres -1.

int lastIndexOf (String str)
returnerer indekset på den sidste forekomst af str som delstreng. Hvis str ikke er en delstreng, returneres -1.

boolean startsWith (String str)
returnerer sand, hvis denne streng starter med de samme tegn som str, ellers falsk.

boolean endsWith (String str)
returnerer sand, hvis denne streng slutter med de samme tegn som str, ellers falsk.

boolean equals (String str)
returnerer sand, hvis denne streng har samme indhold som str, ellers falsk.

boolean equalsIgnoreCase (String str)
returnerer sand, hvis denne streng har samme indhold som str, ellers falsk. Der skelnes ikke mellem store og små bogstaver.

To strenge s1 og s2 sammenlignes, ved at kalde s1.equals(s2), ikke med s1==s2 (der sammenligner objektreferencer, j.v.f. afsnit 3.4.5).

3.9.4 Specialtegn i strenge

Visse tegn kan man ikke skrive direkte i tekststrenge i kildeteksten. De er opført herunder:

System.out.println("Jacob\n\n\n\tNordfaaa\b\blk");

Jacob

  Nordfalk

System.out.println("\t\"At være eller ikke være\n\tdet er spørgsmålet.\"");
System.out.println("\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tShakespeare");

  "At være eller ikke være
  det er spørgsmålet."
                    Shakespeare

    ArrayList<Integer> liste = new ArrayList<Integer>();

    liste.add(8);                        // tilføj element '8' på første plads

    int nummer = liste.get(0);           // aflæs 8-tallet i listen