Grundlagen der Informatik I “Programmierung”

3.6 Generische Klassen
Bei der Diskussion abstrakter Datentypen in Abschnitt 3.2.1 haben wir eine Möglichkeit angesprochen, die
Flexibilität abstrakter Definitionen dadurch zu erweitern, daß Typparameter zugelassen werden. Der Bedarf
hierfür wird besonders deutlich bei Klassen, die allgemeine, häufig verwandte Datenstrukturen wie Felder,
Listen, Bäume und Matrizen beschreiben.
Nehmen wir zum Beispiel an, wir wollten eine Klasse definieren, die eine Liste ganzer Zahlen repräsentiert.
Diese sähe dann etwa so aus
class INTLIST
creation new
feature
empty: BOOLEAN is -- Ist die Liste leer ?
do...end;
new is -- Erzeuge leere Liste
do...end;
cons(n:INTEGER) is -- Hänge n vor die Liste
do...end;
head: INTEGER is -- Erstes Element
do...end;
tail is -- Entferne erstes Element
do...end
end -- class INTLIST
Wenn wir nun eine Liste reeller Zahlen benötigen, dann müssten wir das Ganze noch einmal schreiben
class REALLIST
creation new
feature
empty: BOOLEAN is -- Ist die Liste leer ?
do...end;
new is -- Erzeuge leere Liste
do...end;
cons(r:REAL) is -- Hänge n vor die Liste
do...end;
head: REAL is -- Erstes Element
do...end;
tail is -- Entferne erstes Element
do...end
end -- class REALLIST
Dabei wird sich herausstellen, daß – bis auf den Namen REAL – die gesamte Implementierung von REALLIST
mit der von INTLIST übereinstimmt. Wir haben also separate Implementierungen für Listen, obwohl diese
jeweils nur dieselben Dienstleistungen anbieten. Dies macht wenig Sinn und birgt zudem die Gefahr in sich,
daß spätere Erweiterungen nur in einer der beiden Klassen durchgeführt werden. Integerlisten könnten sich
also plötzlich anders verhalten als Listen reeller Zahlen.
Aus diesem Grunde bietet Eiffel das Konzept der generischen Klasse an, um die Wiederverwendbarkeit von
Modulen noch weiter zu verbessern. Eiffel ist die erste praxisrelevante Sprache, die dieses Konzept in voller
Allgemeinheit aufgenommen hat.
3.6.1 Parametrisierung von Klassen
Eine generische Klasse wird mit dem Datentyp parametrisiert, welcher die Grundelemente der generische
Klasse beschreibt. Abbildung 3.19 beschreibt eine generische Klasse LIST[X] für Listen von Objekten. Die
Eiffel Syntax ähnelt dabei der in Abbildung 3.4 auf Seite 65 benutzten Schreibweise für abstrakte Datentypen.