Records (Java 16+)

Teil des Abschnitts Objektorientierte Programmierung der Java-Journey von Coddy — Lektion 51 von 87.

Beim Erstellen einfacher datenführender Klassen schreiben Sie oft repetitiven Boilerplate-Code: private Felder, einen Konstruktor, Getter, toString(), equals() und hashCode(). Java 16 führte Records ein, um diese mühsame Arbeit zu eliminieren.

Ein Record ist eine spezielle Klasse, die dazu dient, unveränderliche Daten zu speichern. Sie deklarieren ihn mit dem Schlüsselwort record, gefolgt von der Komponentenliste:

record Person(String name, int age) { }

// Diese einzige Zeile bietet automatisch:
// - private final Felder: name und age
// - einen Konstruktor: Person(String name, int age)
// - Zugriffsmethoden: name() und age()
// - toString(), equals() und hashCode()

Die Verwendung eines Records ist unkompliziert:

Person p = new Person("Alice", 30);
System.out.println(p.name());    // Alice
System.out.println(p.age());     // 30
System.out.println(p);           // Person[name=Alice, age=30]

Beachten Sie, dass Accessor-Methoden nicht das Präfix get verwenden – sie sind einfach nach den Feldern benannt. Records sind implizit final, daher können sie nicht erweitert werden. Alle Felder sind ebenfalls final, was Records von Natur aus unveränderlich macht.

Sie können benutzerdefinierte Methoden hinzufügen und die automatisch generierten bei Bedarf überschreiben. Sie können auch Validierungen in einem kompakten Konstruktor hinzufügen:

record Person(String name, int age) {
    public Person {
        if (age < 0) throw new IllegalArgumentException("Age cannot be negative");
    }
}

Records sind perfekt für DTOs, API-Antworten oder jedes Szenario, in dem Sie einen einfachen, unveränderlichen Datencontainer benötigen, ohne Boilerplate-Code schreiben zu müssen.

Aufgabe

Einfach

Lassen Sie uns ein Kinoticket-Buchungssystem erstellen, das die Eleganz von Java-Records demonstriert. Sie werden sehen, wie Records Boilerplate-Code eliminieren und es Ihnen dennoch ermöglichen, benutzerdefinierte Methoden und Validierungen hinzuzufügen.

Sie werden Ihren Code über drei Dateien organisieren:

Movie.java: Erstellen Sie einen Record, der einen Film mit drei Komponenten darstellt: title (String), genre (String) und durationMinutes (int). Fügen Sie eine benutzerdefinierte Methode namens getFormattedDuration() hinzu, die die Dauer in einem freundlichen Format zurückgibt: [hours]h [minutes]m (zum Beispiel werden 142 Minuten zu 2h 22m). Verwenden Sie Ganzzahldivision und Modulo, um Stunden und verbleibende Minuten zu berechnen.
Ticket.java: Erstellen Sie einen Record, der ein Kinoticket mit drei Komponenten darstellt: movie (Movie), seatNumber (String) und price (double). Fügen Sie einen kompakten Konstruktor hinzu, der den Preis validiert – wenn der Preis kleiner oder gleich Null ist, werfen Sie eine IllegalArgumentException mit der Nachricht Price must be positive. Fügen Sie außerdem eine benutzerdefinierte Methode namens printTicket() hinzu, die einen mehrzeiligen String zurückgibt:
```
========== TICKET ==========
Movie: [movie title]
Genre: [movie genre]
Duration: [formatted duration from movie]
Seat: [seatNumber]
Price: $[price]
============================
```
Main.java: Bringen Sie Ihr Buchungssystem zusammen! Sie erhalten fünf Eingaben: Filmtitel (String), Genre (String), Dauer in Minuten (int), Sitzplatznummer (String) und Ticketpreis (double).
Erstellen Sie einen Movie-Record mit den ersten drei Eingaben und erstellen Sie dann einen Ticket-Record mit dem Film, der Sitzplatznummer und dem Preis. Geben Sie das Ergebnis des Aufrufs von printTicket() auf Ihrem Ticket aus.

Sie erhalten fünf Eingaben in der Reihenfolge: Filmtitel, Genre, Dauer (Minuten), Sitzplatznummer und Preis.

Beachten Sie, wie viel sauberer Records im Vergleich zu herkömmlichen Klassen sind – es ist nicht nötig, Konstruktoren, Getter, toString(), equals() oder hashCode() zu schreiben. Der kompakte Konstruktor ermöglicht es Ihnen, Validierungen hinzuzufügen, ohne Feldzuweisungen zu wiederholen, und Sie können bei Bedarf weiterhin benutzerdefinierte Methoden hinzufügen!

Spickzettel

Java 16 hat Records eingeführt, um Boilerplate-Code für einfache datenführende Klassen zu eliminieren. Ein Record ist eine spezielle Klasse, die darauf ausgelegt ist, unveränderliche Daten zu halten.

Deklarieren Sie einen Record mit dem Schlüsselwort record, gefolgt von der Komponentenliste:

record Person(String name, int age) { }

Dies stellt automatisch Folgendes bereit:

Private finale Felder
Einen Konstruktor
Accessor-Methoden (ohne get-Präfix)
toString(), equals() und hashCode()

Verwendung eines Records:

Person p = new Person("Alice", 30);
System.out.println(p.name());    // Alice
System.out.println(p.age());     // 30
System.out.println(p);           // Person[name=Alice, age=30]

Records sind implizit final und können nicht erweitert werden. Alle Felder sind final, wodurch Records von Natur aus unveränderlich sind.

Fügen Sie eine Validierung mit einem kompakten Konstruktor hinzu:

record Person(String name, int age) {
    public Person {
        if (age < 0) throw new IllegalArgumentException("Age cannot be negative");
    }
}

Sie können Records benutzerdefinierte Methoden hinzufügen:

record Person(String name, int age) {
    public String getInfo() {
        return name + " is " + age + " years old";
    }
}

Probier es selbst

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // Eingaben lesen
        String title = scanner.nextLine();
        String genre = scanner.nextLine();
        int durationMinutes = Integer.parseInt(scanner.nextLine());
        String seatNumber = scanner.nextLine();
        double price = Double.parseDouble(scanner.nextLine());
        
        // TODO: Erstelle ein Movie record mit title, genre und durationMinutes
        
        // TODO: Erstelle ein Ticket record mit movie, seatNumber und price
        
        // TODO: Drucke das Ticket mit der Methode printTicket()
        
    }
}