Fachkonzept - Zeiger / Referenz
Wie identifiziert man Objekte?
Weißt du, wer Horst Köhler ist? Klar, er war Bundespräsident der Bundesrepublik Deutschland!
Quelle: Wikimedia Commons
Es gibt aber noch einen Horst Köhler (geboren am 15.02.1963 in Trier), der besser unter dem Pseudonym Guildo Horn bekannt ist.
Quelle: Wikimedia Commons
Beide Personen sind Objekte
unserer Welt, die sich eindeutig identifizieren lassen,
z.B. über die Identifikationsnummer in deren Personalausweisen.
Es handelt sich bei den beiden Personen offensichtlich um verschiedene Objekte, die nur bei einigen
Attributen (hier Name und Vorname) gleiche Werte aufweisen.
Wenn man über die beiden Personen sprechen möchte, könnte man zur eindeutigen Identifikation
deren Identifikationsnummern im Personalausweis benutzen.
Einfacher ist es, wenn man Namen benutzt, die auf die betreffenden Personen verweisen.
So wird der Name Horst Köhler, ehemaliger Bundespräsident der Bundesrepublik Deutschland
häufig als Referenz auf die Person
Horst Köhler (geboren am 22.02.1943 in Skierbieszów) benutzt.
Identität von Objekten
(Software-)Objekte haben - analog zu Objekten unserer Lebenswelt - ebenfalls eine Identität. Zur eindeutigen Identifizierung werden sie mit Identitätsnummern versehen.
Verschiedene Objekte unterscheiden sich in ihrer Identitätsnummer. Sie können aber durchaus denselben Objektzustand haben.
Ein Objekt behält während seiner Lebensdauer immer die einmal vergebene Identitätsnummer. Auch wenn sich der Zustand des Objekts verändert, so bleibt doch die Identitätsnummer des Objekts bestehen.
Häufig verwendet man eine Adresse im Speicher des Rechners als Identitätsnummer.
Die Identitätsnummer eines Objekts zeigt dann auf den Speicherbereich, in dem die Daten
des Objekts abgelegt sind.
Diese Identifikation von Objekten durch eine Lokalisierung im Speicher
setzt natürlich voraus, dass Objekte im Speicher nicht hin und her wandern
,
sondern dass der einmal zugeteilte Speicherbereich während der Lebensdauer eines Objekts
bestehen bleibt. Wir gehen im Folgenden von dieser Vorstellung aus.
Zeiger / Referenz
Objekte werden mit Hilfe von Zeigern (man sagt auch Referenzen) verwaltet.
Eine Variable ist ein Name, der (in der Regel) mit einem Objekt verknüpft ist. Wenn eine Variable ein (Daten-) Objekt verwaltet, dann verwaltet es die Speicheradresse (bzw. Identitäsnummer) dieses Objekts. Da die Speicheradresse auf das Objekt zeigt bzw. das Objekt referenziert, nennt man eine solche Adresse auch Zeiger bzw. Referenz und die Variable zur Verwaltung der Adresse Zeigervariable bzw. Referenzvariable.
Schematisch lässt sich eine solche Referenzsituation wie folgt darstellen:
Hier verwaltet die Variable w1
ein Objekt der Klasse Wuerfel
mit Hilfe eines Zeigers bzw. einer Referenz. Dieser Zeiger steht für ein bestimmtes Bitmuster,
das die Adresse des Objekts im Speicher darstellt.
Beachte, dass man in Objektdiagrammen oft eine vereinfachte Darstellung der beschriebenen Referenzsituationen benutzt.
Zuweisungen bei Zeigervariablen
Mit Hilfe von Zeigern lässt sich jetzt auch die Auswertung von Zuweisungen bei Zeigervariablen erklären. Das folgende Ablaufprotokoll verdeutlicht zunächst diese Auswertung anhand konkreter Beispiele.
w1 = Wuerfel()
Mit der Zuweisung w1 = Wuerfel()
wird ein neues Objekt der Klasse
Wuerfel
erzeugt. Mit dem Namen w1
wird die Adresse dieses Objekts
(d. h. ein Zeiger auf dieses Objekt) verwaltet.
w2 = w1
Die Zuweisung w2 = w1
führt nur einen neuen Namen w2
für das
von w1
verwaltete Objekt ein. Beide Variablen verwalten also Zeiger auf dasselbe Objekt.
w1.werfen()
Wenn man den Zustand des von w1
verwalteten Objekts verändert (z. B. durch den
Methodenaufruf w1.werfen()
), so ändert sich natürlich auch das von
w2
verwaltete Objekt, da beide ja identisch sind.
w2 = Wuerfel()
Mit der Zuweisung w2 = Wuerfel()
wird ein neues Objekt der Klasse
Wuerfel
erzeugt und mit dem Namen w2
verwaltet.
Es existieren jetzt zwei verschiedene Objekte der Klasse Wuerfel
, die von den
beiden Variablen w1
und w2
verwaltet werden.
Quellen
- Foto: Horst Köhler (Bundespräsident a.D.) - Urheber: International Monetary Fund - Lizenz: Public Domain
- Foto: Guildo Horn - Urheber: Malte Hübner - Lizenz: Public Domain