Lektionen

Wir nehmen die wichtigsten Schnittstellen der Java-Standardbibliothek unter die Lupe und erklären, wozu sie in realen Projekten benötigt werden: natürliche Sortierung über Comparable<T> und benutzerdefinierte Regeln mit Comparator<T>, Serialisierung von Objekten mit Serializable, sicheres Ressourcen-Management über AutoCloseable, Iteration über Collections dank Iterable<T> sowie die Marker Cloneable und Ereignis-Listener. An praxisnahen Beispielen sehen wir die korrekten Methodensignaturen ( compareTo, compare, close, iterator) und typische Fehler, die man vermeiden sollte.

Wir analysieren Record-Klassen in Java 16+: wie man sie deklariert, was der Compiler „unter der Haube“ generiert, warum sie komfortabler sind als gewöhnliche DTOs und Value Objects und wann man sie einsetzen sollte. Weniger Boilerplate, mehr Sicherheit: Unveränderlichkeit, korrekte equals/hashCode/toString und komfortable Arbeit mit Collections.

Wir tauchen in die Unveränderlichkeit (immutability) von Java-Record-Klassen ein: warum ihr Zustand nach der Erstellung nicht geändert werden kann, welche Vorteile das in der Nebenläufigkeit und bei der Arbeit mit Collections bringt, worin sich Records von normalen Klassen unterscheiden und wie man sich korrekt vor „Mutabilitäts-Lecks“ über Arrays und Collections schützt. Wir vergleichen das Verhalten mit veränderlichen Klassen (mutable), betrachten praktische Beispiele und typische Fehler.

Wir klären, wozu Objekte die Methoden equals, hashCode und toString brauchen, warum ihre manuelle Implementierung in normalen Klassen zu Boilerplate und Fehlern führt, und wie Record-Klassen korrekte Versionen automatisch generieren. Wir schauen auf die Wirkung in Collections und beim Debuggen, wann und wie es sinnvoll ist, das Standardverhalten zu überschreiben, und welche Fehler am häufigsten auftreten.

Wir lernen, record-classen mit Methoden zu erweitern, kompakte Konstruktoren für Validierung und Normalisierung von Daten zu verwenden, besprechen die Einschränkungen von record, die Implementierung von Interfaces und praktische Techniken. Am Ende – eine Tabelle „was ist erlaubt/was ist nicht erlaubt“ und die Analyse typischer Fehler.

Die wichtigsten Unterschiede zwischen normalen Klassen und Record-Klassen in Java: Unveränderlichkeit, Vererbung, automatische Generierung von equals/hashCode/toString, Konstruktoren und Einsatzgebiete. Wir betrachten die Einschränkungen von record, wo sie den größten Nutzen bringen (DTO, Value Object, Schlüssel in Collections), wann eine normale class vorzuziehen ist und welche Fehler am häufigsten gemacht werden.

Häufige Einstiegsfehler in Java: Zugriffsmodifikatoren bei Klassen, Übereinstimmung von Dateiname und public‑Klasse, geschweifte Klammern und Platzierung von Klassenmitgliedern, Objekterzeugung, Konstruktoren und unnötiges Erstellen von Instanzen. Wir betrachten Best Practices und bauen ein Mini‑Beispiel „Bibliothek“, und am Ende analysieren wir typische Fehlermeldungen.

Wir beleuchten häufige Fehler in Java bei Vererbung und Methodenüberladung: Aufruf des Basisklassen-Konstruktors über super(...), Einschränkungen von final-Klassen und final-Methoden, Verletzung des Liskovschen Substitutionsprinzips, Tücken der Überladung (automatische Typkonvertierung, mehrdeutige Aufrufe, der Versuch, nur über den Rückgabetyp zu unterscheiden) sowie Best Practices und praxisnahe Beispiele mit Polymorphismus.

Schritt für Schritt beleuchten wir die Zugriffsebenen in Java und typische Fehler: vergessene Modifikatoren, Verletzung der Kapselung, Besonderheiten von protected außerhalb des Pakets, korrekte Verwendung von Gettern/Settern und das Zurückgeben von Kopien von Collections. Wir festigen Best Practices anhand praktischer Beispiele.

Wir betrachten Polymorphismus und Abstraktionen in Java in der Praxis: wie eine einheitliche Schnittstelle unterschiedliches Verhalten auslöst, häufige Fehler (Downcasting ohne Prüfung, Aufruf von Methoden, die im Basistyp fehlen, „leere“ Abstraktionen, tiefe Hierarchien) sowie Best Practices für die Verwendung abstrakter Klassen, Interfaces und der Annotation @Override am Lernbeispiel „Bibliothek“.

Warum Java‑Entwickler einen einheitlichen Code‑Stil brauchen und wie man ihn einhält: Wir analysieren typische Formatierungsfehler, grundlegende Konventionen (Einrückungen, Benennungen, Reihenfolge der Klassenmitglieder), zeigen Refactoring‑Beispiele sowie Tools für Auto‑Formatierung und statische Analyse, damit der Code lesbar und wartbar bleibt.

In dieser Vorlesung behandeln wir die Grundlagen des Java-Ausnahmesystems: die Wurzelklasse Throwable, die Unterschiede zwischen Exception und Error sowie die Aufteilung in geprüfte und ungeprüfte Ausnahmen. Sie sehen ein Diagramm und eine Vergleichstabelle, Codebeispiele mit try- catch und throws, erfahren, was man abfangen sollte und was nicht, und analysieren typische Fehler bei der Ausnahmebehandlung.