Inheritance

 VOLUME 1   NUMBER 4, 1999 

Inheritance and Interfaces ­  Polymorphism in ABAP Objects HORST KELLER and HOLGER MEINERT  Article level:

Advanced Figure 1 Listing 1 Listing 2 Listing 3 Listing 4 Listing 5 Listing 6 Listing 7 Listing 8 Listing 9 Listing 10 Listing 11 Listing 12 Listing 13 Listing 14 Listing 15 Listing 16 Listing 17 Listing 18 Technology areas discussed

:

Custom Development

In the last issue we introduced ABAP Objects, the object­oriented extension of  the ABAP programming language, using a comprehensive example. However, we  only briefly introduced the main mechanisms to achieve polymorphic behavior,  namely inheritance and interfaces. Polymorphism is one of the most important concepts in object orientation. In 

general, it is the ability of something to appear in multiple forms, depending on  context, or the ability of different things to appear the same in a certain context.  In object­oriented programming, it usually means that all objects of a particular  type can be handled in the same way, independent of the underlying  implementation. As an example, an object of type circle is also an object of type  shape, so a circle can be accessed in the same way as a shape. You can write  code that talks to shapes and automatically handles anything that fits the  description of a shape, such as circles, squares, and triangles.  Polymorphism in object­oriented programming has three cardinal facets: •

Subclassing: inheritance of implementation fragments / code 

•

Subtyping: support of contract fragments/interfaces 

•

Promise of substitutability: ability to use a specialized object where a  more general object is expected without the need to know the difference. 

Subclassing and subtyping are technical mechanisms ABAP Objects provides via  inheritance and interfaces. These mechanisms usually carry the promise of  substitutability but only enforce it on a technical level. However, semantical  constraints are necessary to ensure true substitutability. For example, objects of  a class inheriting from a superclass can technically be used in all places where  objects of the superclass are expected. However, they still have to fulfill the client  expectation derived from looking solely at the superclass, or the client code will  break. In this article we will first examine the concepts of inheritance and interfaces in  ABAP Objects and then discuss polymorphism. We will show technical details,  explain design decisions, and briefly compare ABAP Objects concepts to Java.  Java is a widely known object­oriented language that generates much public  attention. So it is interesting to see where ABAP Objects is similar to Java, where  it is different, and why. However, we will not describe how to design with  inheritance and interfaces. At the end of the article, we will briefly discuss the  semantic matters of substitutability as well as the advantages, disadvantages,  and consequences of working with inheritance and interfaces. INHERITANCE Inheritance is an implementation relationship between classes that allows a 

class, called a subclass, to inherit all components of another class, called a  superclass. In ABAP Objects, adding INHERITING FROM to the class definition  statement enables inheritance (see Listing 1). In a subclass you define additional components or redefine instance methods  that were inherited from the superclass, but you can't remove inherited  components. Therefore, a subclass is strongly coupled to its superclass just by  containing all of the superclass's components. While a subclass knows its  superclass, a superclass has no knowledge of its subclasses. Nevertheless, the  semantic coupling is strong in both directions because changing a superclass  automatically changes or even invalidates all of its subclasses. While a subclass specializes a superclass by adding components or redefining  methods, a superclass is a generalization of its subclasses. In fact, inheritance  should be used to implement relationships between classes that can be  described in terms of generalization and specialization. For example, if you  compare a passenger_airplane class to a cargo_airplane class, you will  find that many common features can be put into a general superclass,  airplane. Single inheritance. ABAP Objects supports single inheritance, which means  that a class can have only one direct superclass. This rule is enforced by the  syntax of the INHERITING FROM clause, which specifies the name of only one  superclass. Note that the superclass can be a direct subclass of another class,  but a class can never be a subclass or a superclass of itself, even across multiple  steps of inheriting. Each class can have many subclasses.  Visualize the single inheritance relationship as a tree. The single root of this tree  is the predefined, empty pseudo class OBJECT. The definition of a (sub)class is  distributed among the classes within the branch of the inheritance tree that joins  the root OBJECT with the given class (see Figure 1). ABAP Objects does not support multiple inheritance, because one of the main  design goals for ABAP Objects was to make it as simple as possible. With  multiple inheritance (available in C++ or Eiffel), a subclass can inherit directly  from more than one class. This inheritance relationship is a network instead of a  tree. In multiple inheritance, the rules for the namespace of components become  much more complicated and may lead to naming collisions. Another problem is 

the so­called diamond inheritance problem: If the classes c2 and c3 inherit from  a class c1, both contain all the components of c1. Now, if class c4 becomes a  subclass of both c2 and c3, the problem arises of how to merge the original  components of c1 into c4. However, ABAP Objects supports most of the benefits  of multiple inheritance (such as the reuse of common interfaces and a wider  scope polymorphism) by the separate concept of interfaces, which circumvents  naming collision and the diamond inheritance problem. Visibility of components. Each class component has a visibility. In most other  object­oriented languages, visibility is part of the component declaration. But in  ABAP Objects the whole class definition is separated into three visibility sections:  PUBLIC, PROTECTED, and PRIVATE. You can never change component visibility  via inheritance. Let's take a look at the visibility sections of a subclass in an  inheritance tree and the results of inheritance.  •

PUBLIC: This section is made up of the subclass' own public components  together with all public components of all superclasses. There is  unrestricted access to the public section of the subclass. 

•

PROTECTED: This section is made up of the subclass' own protected  components together with all protected components of all superclasses.  The protected section of a subclass is accessible only by the subclass  itself and by all of its subclasses. For the external client, protected  components are invisible. Hence, protected has the same meaning as  private when seen from outside the class. 

•

PRIVATE: This section is made up of the subclass' own private  components accessible only in that subclass. Each subclass works with its  own private components and can't even use the private components of its  superclasses. But as long as a method inherited from a superclass is not  redefined, it still uses the private attributes of the superclass, not those of  the subclass, even if the subclass has private attributes of the same name.

By comparison, Java defines four levels of access protection for class features.  Public and private in Java have the same meaning as in ABAP Objects. However,  protected features can be accessed by all subclasses and all classes within the  same package. Finally, features with none of the described properties are 

accessible for all classes within the same package, by default. Namespace of components. The ABAP Objects visibility model has the  following consequence within a class: There is only one common namespace for  all its own components and all the public and protected components of all its  superclasses. In other words, all those components must have unique names.  You can always add private components to a class without disturbing its  subclasses. However, if you add a public or protected component to a class,  there is always the danger that you'll invalidate other classes that inherit from  yours because every subclass containing a component of the very same name  becomes syntactically incorrect. The only ways to overcome this problem are to  add only private components or to forbid inheriting from your class by defining it  as final (as we'll discuss later in the article). Java's concept of namespace is different from ABAP Objects. The following  possibilities are allowed in addition to unique names: •

If an attribute is declared with the same name as an attribute in a  superclass, the latter is simply considered to be shadowed (there are  mechanisms for accessing the shadowed attribute). 

•

If a method is declared with the same name but a different signature as a  method in a superclass, both methods are available. This is possible  because Java supports the concept of method name overloading. Method  name overloading means that if two methods of a class (meaning both  declared in the same class, both inherited by a class, or one declared and  one inherited) have the same name but different signatures, then the  method name is said to be overloaded. When a method is invoked, the  number of actual arguments and the compile­time types of the arguments  are used to determine the correct method to be executed. 

•

If a method is declared with the same name and signature as a method in  a superclass, the method in the superclass is considered to be overridden.  This is the equivalent to method redefinition in ABAP Objects. 

These points describe one of the main differences between ABAP Objects and  Java. ABAP Objects does not support name overloading and its consequences  but one single namespace.

Method redefinition. In a subclass, you can redefine the public and protected  instance methods of all preceding superclasses using the addition  REDEFINITION of the METHODS statement. This addition allows you to adjust  those methods to the requested specialization (see Listing 2). The signature (parameters and exceptions) and the visibility of a redefined  method can't be changed. The method is merely re­implemented under the same  name. The method declaration remains with the superclass, and its previous  implementation is also retained there. The implementation of the redefined  method is added in the subclass and obscures the implementation in the  superclass. A redefined method works with the private attributes of the subclass.  A redefined method m usually uses CALL METHOD super->m to call the  obscured implementation in the superclass in order to work properly on the  (private) attributes of the superclass, too. The pseudo reference super is  predefined especially for that purpose. Overriding a method in Java works in the same way as redefining a method in  ABAP Objects, although the syntax is different. Java additionally allows visibility  changes, making the overridden method more public. Instance constructors. An instance constructor is a public method with the  predefined name constructor. The system invokes it automatically as the last  step in creating a new object with the CREATE OBJECT statement. Its task is it to  ensure that the new object has a consistent initial state. Each class can have exactly one instance constructor, an exception to the rule  that method names must be unique within a branch of the inheritance hierarchy.  No namespace conflicts can occur because it is not possible to redefine the  instance constructor or call it directly, with one exception. Recall that private  attributes can only be accessed in the defining class; therefore, a class' instance  constructor can never work directly on the private attributes of its superclass. To  initialize these attributes properly, the instance constructor of the superclass must  be called. This brings us to ABAP Objects' three­phase­model for an instance constructor in  a subclass (see Listing 3). In the first phase, the instance constructor behaves  like a static method, allowing only static attributes to be accessed. The second  phase simply consists of the call CALL METHOD super->constructor, the 

only way to call a constructor explicitly. Finally, in the third phase the instance  constructor behaves like an ordinary instance method. Violating this order leads  to a syntax error.  In phase one, the call of the superclass instance constructor should be prepared,  for example, by determining the required actual values for this call. Following the  model, the call in the second phase iteratively results in the proper initialization of  all inherited attributes. In phase three, the (instance) attributes defined in the  class under onsideration can be initialized. A little problem remains to be solved. If the direct superclass of the class under  consideration has its own instance constructor, it will be called in phase two, and  the appropriate actual parameters have to be passed. If the direct superclass  does not have an explicit instance constructor, the system ensures that the next  explicitly available instance constructor up the inheritance tree is invoked. The  appropriate arguments for the call of this constructor must be provided in phase  two. If no superclass has an explicit instance constructor, phases one and two  can be omitted and the constructor behaves like an ordinary instance method. In  particular, this applies to the direct subclasses of OBJECT (the classes that do not  have ordinary superclasses). In Java a class may have several constructors because Java allows method  name overloading. If a class does not explicitly contain a constructor, Java  automatically supplies a default constructor with no arguments. Constructors  always have the same name as their defining class and can't be inherited. Except  for the constructors in the root class of the inheritance tree, a constructor always  begins by calling another constructor in the same class or in its direct superclass.  If the first statement is not an explicit call to another constructor, the compiler  inserts a call to the constructor of its direct superclass that takes no arguments. If  the superclass does not have such a constructor, the compiler issues an error  message.  Creating objects of subclasses. The CREATE OBJECT statement in ABAP  Objects requires actual values for the constructor call. If the class of the object to  be created has the method constructor, at least the mandatory parameters of the  latter must be provided via CREATE OBJECT ... EXPORTING. Otherwise,  search up the inheritance tree until you find the first class with an explicit instance 

constructor. Actual values for this method must be passed in the CREATE OBJECT statement. However, no parameters at all can be passed when creating  a new object if the class and any of its superclasses lack an explicit instance  constructor. A final word of caution: Do not confuse the situation where a class lacks an  explicit instance constructor with the situation where the method constructor is  defined but does not take any parameters. In the latter situation you must not  search up the inheritance hierarchy or pass any parameters to the corresponding  call. In Java you create a new object by providing actual values for the parameters (if  available) of one of the constructors of the corresponding class.  Static attributes. Like all public or protected components, non­private static  attributes declared by CLASS-DATA exist only once per branch of the inheritance  tree. A class can access the content of the public and protected static attributes  of all superclasses. Also, a class shares its public and protected static attributes  with all subclasses. Changes can be made from outside using the class  component selector -> with all class names involved or from inside in all classes  that know the attribute (see Listing 4).  When the class component selector accesses a static attribute the class where  the attribute is declared is always addressed irrespective of the class name used  in the class component selector.  Java's concept of combining static attributes and inheritance is the same. Static methods. Static methods defined by CLASS-METHODS work with the static  attributes of their own class and all non­private static attributes of all preceding  superclasses. They can't be redefined in subclasses. This means they can be  implemented only once in the defining class restricting the possibility of  polymorphism to the use of objects and their access via reference variables (see  the section on polymorphism). Accessing a static method via the name of any  subclass always yields the same result irrespective of the class name used. A  static method's semantics is fixed to the defining class. Static events. Static events defined by the statement CLASS-EVENTS are also  shared across their branch of the inheritance tree. If a class contains a non­

private static event, this single event is shared with all subclasses. This is  important for event handlers. If a handler method is registered, it doesn't matter  whether the definition of this method refers to the event in the defining class or in  a subclass. There's only one event handler queue for this event. Consequently,  raising this static event, even in a subclass, causes all registered event handler  methods to be executed ­ not just those defined with respect to the subclass. Static constructors. With a static constructor, you set the static attributes of a  class dynamically. Every class has one and only one static constructor: a static  method called class_ constructor that can't be called directly. The first time  you address a class in a program, the system automatically calls the static  constructor. Before this, all static constructors up the entire inheritance tree must  be executed to properly initialize the class and its superclasses. The system  searches up the inheritance tree for the highest superclass whose static  constructor has not yet been called. It then calls this static constructor and those  of all subclasses down to the class that you addressed. There is an exception to this rule. When a static component is addressed via the  name of a subclass, only the static constructors of the declaring class, and  possibly its superclasses, are executed ­ not the static constructors of its  subclasses.  Java does not have special static constructor methods. It ensures that all static  initialization is done in all superclasses before it starts in a particular class. Final methods and classes. By coding FINAL to the statements METHODS and  CLASS, you define final (instance) methods or final classes. Final methods can't  be redefined in subclasses, and final classes can't have other subclasses. They  are always leaves of the inheritance tree (see Listing 5). A final class implicitly  contains only final methods. You can't and don't need to mark any method of a  final class as final. By using FINAL, you protect your methods or classes against unpredictable  specialization. When you design an application, you may define as final each  method that is not redefined in a subclass or each class that has no subclass.  This reduces the danger of any unknown application inheriting from your classes  and getting invalidated when you change your application.

The same concepts exist in Java. Abstract methods and classes. By adding ABSTRACT to the statements  METHODS and CLASS, you define abstract (instance) methods or classes.  Abstract classes can't be instantiated. This means there can never be an object  belonging to an abstract class. Abstract methods can only be implemented in a  subclass, never in a defining class. To implement an abstract method in a  subclass, you must declare it in the subclass with the statement METHODS using  the addition REDEFINITION (see Listing 6). A class containing an abstract  method must itself be abstract. Although an abstract class can't be instantiated, reference variables defined with  respect to an abstract class make perfect sense. These variables may carry  pointers to instances of concrete (that is, non­abstract) subclasses (see the  polymorphism section). Abstract instance methods can be used to define signatures for subclass  methods without actually implementing them. Since ABAP Objects does not  support multiple inheritance, a subclass can't be created from several abstract  classes. Instead, you use interfaces. Abstract classes can be used as incomplete templates for several specialized  classes. For example, you implement general methods in an abstract class and  force all concrete subclasses to implement certain specialized methods with a  given signature.  Again, these concepts also exist in Java. INTERFACES Interfaces represent the other main building block of ABAP Objects along with  classes. They act as a protocol layer or a contract between client and server  classes and are created with the Interface statement (see Listing 7). In an interface you declare the same components as in classes: attributes,  methods, and events. However, no visibility information is provided. Also,  interfaces are always abstract in the sense that you can't create objects from  them. To work with the components of an interface, there must always be a class  that implements that interface in its public section. By implementing an interface,  the public section of a class is extended by all the interface components. A class 

that implements an interface must also implement the methods of the interface. There are two reasons for using interfaces: •

In the first scenario a client specifies what kind of services it needs to fulfill  its task. An archive_manager class, for example, may need a service to  extract the data from the objects to be archived. There might be an  interface archiveable containing a method to extract the data to be  archived. Now several classes may implement this interface, which means  that they provide exactly the required services. Through the interface view,  the archive_manager class client is able to work with objects of all  these classes identically. However, the methods may be implemented  differently in each class. For example, the implementation may depend  strongly on the attributes of each class. The main advantage here is the  polymorphic behavior of the various objects. 

•

In the second scenario a class may want to provide some kind of restricted  view of its services. To this end, it defines an interface that contains only  the appropriate subset of components rather than all public components.  In a particular context, clients of the class may now work with this  restricted access to the class instances. The main advantage here is that  interfaces can be used to extend or group a class's public interface. This  type of use will benefit from future additions to ABAP development that will  let you explicitly publish or hide classes or interfaces. 

Java also provides interfaces. However, in Java only methods and constants are  allowed as interface components while in ABAP Objects the complete public  section of a class can be defined by interfaces. Further, the concepts of resolving  naming conflicts are different: Java uses some kind of merging, whereas ABAP  Objects tracks which interface a component belongs to by prefixing the name of  an interface component with the interface name except when you're working with  the interface directly. This prefixing approach provides an elegant solution to the  diamond problem mentioned earlier. Implementing interfaces. By using the INTERFACES statement in a class  definition, you declare that a class implements one or several interfaces (see  Listing 8). One interface can be implemented by several classes. An interface  must always be implemented in the public visibility section of a class. 

Implementing an interface means implementing the methods declared in that  interface. All the other interface components, including attributes or events, are  automatically added to the public section of the class. However, interface  components are not directly visible in the public section. Only the interface name  can be found there. A component comp of an interface intf implemented in a  class becomes a fully fledged member of that class, with the name intf~comp. To  access this component within the class or through a class reference, you must  always use its full name.  Classes that implement interfaces must implement all of their methods. After an  interface is released to the public, you can't add or delete methods without  invalidating all implementing classes. In the R/3 distributed programming  environment any problems with global interfaces are identified with special  warnings and catchable runtime errors. In interface implementation, the naming of interface components is the main  difference between Java and ABAP Objects. In Java, interface components are  not prefixed in any way. They basically work by the mechanisms (shadowing and  method name overloading) mentioned earlier in the article. Besides this,  implementing an interface in a class essentially means providing an  implementation for each of the methods declared in the interface, which is true in  both ABAP Objects and Java. Composing interfaces. ABAP Objects has a concept of interface composition  that allows it to introduce new interfaces containing multiple other interfaces. An  interface can include one or more interfaces as components, and those  interfaces, themselves, can also contain interfaces. An interface that includes  another interface is called a compound interface. An interface contained in  another interface is called component interface. An interface that does not  contain any component interfaces is called an elementary interface. You can  create compound interfaces by using the INTERFACES statement in an interface  definition. In Listing 9, the interface i3 consists of its own components and the  interfaces i1 and i2. All interface components of a compound interface have the  same level. In Listing 9, the compound interface i3 contains another compound  interface, i2. The component interface i1 of interface i2 becomes component  interface of i3. A component interface, here i1, exists only once even if it is used  again as a component of another component interface. Therefore, a compound 

interface includes each interface component exactly once.  In Java, interfaces can be extended so that one interface inherits from several  other interfaces. Identical methods from different (super­)interfaces are merged  into one method. Implementing compound interfaces. When a compound interface is  implemented in a class, all components of component interfaces retain their  original full names. There is no nesting of names such as i1~i2~comp. Instead, a  component comp originally defined in an interface intf is still addressed with  intf~comp. All interface components are at the same level. The composition  hierarchy is not relevant for implementing compound interfaces in classes. As a result, each interface component exists exactly once in a class. In Listing 10,  method i1~m is implemented only once, although it is contained in two interfaces,  i2 and i3. This solves the diamond problem. Note that the name of interface i4  does not even occur in the implementation of class c1. And although the name of  the method is the same in each interface, there are three method  implementations. For each interface, method m is implemented according to its  individual semantic rules.  In Java, such problems are mostly resolved by merging. If identical methods are  merged into one method, a class implementing an extended interface (the analog  to ABAP Objects' compound interfaces) has to provide only a single  implementation. Whether this is semantically correct or not is a different question.  However, if those methods are identical, except the return type, a compile­time  error results. The remaining cases are resolved via method name overloading.  Accessing component interfaces. Listing 11 shows how you access the  interface components of an object when the object's class implements a  compound interface.  As we've already mentioned, you always use the original full names intf~comp if  you're accessing the components of component interfaces via object references.  However, there is a more preferable means of access: You can use a narrowing  cast to assign the object reference to a reference variable that refers to the  component interface. With such a reference variable, the interface components  are accessed without prefixing. This is appealing because use of the prefix 

should be limited to interface implementation and composition. An external client  should always access interface components via the respective interface  reference variable, whose semantics properly describe the interface's behavior. In Java if an interface extends another interface (in ABAP Objects' terms, the first  is the compound and the second the component interface), the features of the  second interface are directly accessible through a reference to the first. This is  because Java favors the concept of merging. Aliases. Aliases provide shortcuts to interface components within classes or  compound interfaces. Within a compound interface you create an alias for a  component of a component interface. Because there is no nesting of names in  compound interfaces, you need aliases for those components you want to access  through an interface reference that refers to the compound interface (see Listing  12).  An alias component is part of an interface's namespace. This means that an  interface component can't have an alias identical to the name of another  component, such as a method. Thus, naming conflicts are avoided. The ALIASES statement is also used in classes to create aliases for  implemented interface components. However, aliases don't influence interface  implementations; they simply provide shortcuts for accessing the interface  components. If you use aliases, compound interface clients don't need to know how an  interface is composed. The other important application for aliases is refactoring.  If clients need only parts of existing interfaces, these parts may be extracted to  new interfaces. The old interfaces then replace the parts by including the new  interfaces. Old names are used as aliases for the components that now belong to  the new interfaces. Therefore clients of the old interfaces are not affected.  Unfortunately, classes that implement the old interfaces must be changed to work  with the new component names. Interfaces and inheritance. Interfaces and inheritance are fully compatible.  Within a branch of an inheritance tree, you can implement any number of  interfaces. But a given interface may only be implemented once in one branch.  This ensures that the interface components have unique names throughout each 

branch of the inheritance tree. As fully fledged components of a class, interface  components are inherited in the usual way. In particular, instance methods  defined in interfaces can be redefined in the subclasses of the class  implementing the interface. However, you can't mark interface methods as  abstract or final.  POLYMORPHISM Polymorphism refers to the ability of objects of different classes to behave the  same in a certain context or the ability of clients to access an object in multiple  forms, depending on the context. These are the two sides of the polymorphic  coin. In ABAP Objects a reference variable may contain references to objects of  many different classes, and an object may be viewed through a superclass or an  interface reference. Sometimes polymorphism is said to be the basis for case­less programming.  Although you should not take this too literally, it is true. In the presence of  polymorphism you can write client code that uses the appropriate view for objects  of different classes. Through this view, the client code handles server objects no  matter which class they belong to, avoiding an explicit case­like type analysis. Most of these mechanisms are essentially the same in Java. We'll discuss the  main exception, polymorphism in instance constructors, a little later.  Non­polymorphic situation. Objects as instances of classes are created with  the CREATE OBJECT statement and are accessed by reference variables  declared by adding TYPE REF TO to the DATA statement. Without the concepts  of inheritance and interfaces, the picture is rather simple. For example, in Listing  13 the reference variable o1 always contains references to objects of class c1.  The type of the reference variable and the type of the object it points to are the  same.  Polymorphism via inheritance. With inheritance, a reference variable defined  with respect to a class c1 may not only point to instances of c1 but also to  instances of subclasses of c1. You can even create subclass objects using a  reference variable typed with respect to a superclass. In Listing 14 the type c1 of the reference variable o1 is different from the type c2  of the object to which the variable points. Consequently, a reference variable is 

said to have a static and a dynamic type. The static type is the class (or interface)  used in the reference variable definition. The dynamic type is the class of the  object to which the reference variable is currently pointing. Using inheritance only,  the static type is either the same as the dynamic type or is a superclass of the  dynamic type. In other words, instances of a subclass may be used through the  superclass's interface. When this is done, a client can't access all components  defined in the subclass, only those inherited from the respective superclass.  Switching between these two views of instances is possible (see the section on  assigning reference variables). Another key issue is the polymorphic method call. When you work with redefined  instance methods, you usually have several implementations of the same method  in one branch of an inheritance tree. It is important to know that the most  specialized implementation is always used for the execution of a method. In the  example in Listing 15, this is the implementation in class c2. The reference in  variable o1 points to an object of class c2, which provides its own implementation  for method m. The system starts by looking at the class given by the reference  variable's dynamic type or, in other words, at the class of the object to which the  reference is currently pointing. If this class provides an implementation for the  method under inspection, this implementation will be executed. Otherwise, the  system searches up the inheritance hierarchy for the next­highest class that  provides an implementation for the method and then executes this  implementation. This procedure ensures that the correct implementation is used. Polymorphism via interfaces. With interfaces, ABAP Object provides another  type of reference variable called an interface reference. The static type of an  interface reference variable is the interface used in the variable's definition. There  are no instances of interfaces, but an interface reference can point to objects of  all classes that implement the respective interface. It doesn't matter whether the  interface is implemented directly or as a component of a compound interface.  The dynamic type of an interface reference variable is the class of the object to  which the variable is currently pointing. So, the static and the dynamic type of an  interface reference variable are always different. In Listing 16 the static type of the reference variable o1 is the interface i1. This  interface is implemented via the compound interface i2 in class c1. An object of  class c1 is created with o1 pointing to it. A client may now work with this 

interface reference without knowing the class of the object to which the variable  refers.  An interface reference provides only restricted access to the object it points to.  So not all components of an objects class are accessible, only those defined in  the respective interface.  Because interfaces do not carry any implementations, working with interface  references always produces polymorphic behavior. When calling a method via an  interface reference, the system uses the dynamic type to determine the  implementation to be executed. Polymorphism via interfaces and inheritance. The concepts of interfaces and  inheritance fit together nicely to enable a combination of both types of  polymorphism. When a class implements an interface, the same applies to all  subclasses. Thus, a corresponding interface reference may also point to  instances of subclasses, and the rules for finding the appropriate method  implementation are the same. Polymorphism and instance constructors. In an instance constructor, the  methods of subclasses are not visible. Suppose you want to create an object of  class c2, which in turn is a subclass of c1. Using the ABAP Objects model of  building instance constructors, the instance constructor of c2 calls the instance  constructor of c1. If the second constructor calls an instance method of its own  class c1, the implementation found in c1 (or possibly in a superclass) is used,  rather than any implementation available in the subclass c2 you are trying to  instantiate. This is the single exception to the rule that an instance method you  call is always executed using the implementation in the class to which the  reference is currently pointing.  Here ABAP Objects follows the concept of C++. Polymorphic behavior in the  described situation, as in Java, would lead to a call of an instance method of the  subclass c2 even before the process of initializing an object of this class is  completed. This often leads to unexpected behavior. ASSIGNING REFERENCE VARIABLES When the static and the dynamic type of a reference variable are different, the  principle rule is that the static type is always more general than the dynamic type: 

•

If the static type is an interface, the dynamic type can be any class  implementing that interface. 

•

If the static type is a class, the dynamic type can be a subclass of that  class. 

When you assign references between reference variables (or create objects), you  must obey this rule. For the different types of reference variables in ABAP  Objects, you distinguish between cases in which the rule can be checked  statically during the syntax check and cases in which it can be only checked  dynamically at runtime. Narrowing cast. It is always possible to assign a reference variable to another  reference variable when the static type of the target is more general than the  static type of the source. In ABAP Objects, the following cases are checked  during the syntax check: •

If the static types of both reference variables are classes, the target  variable class must be the same or a superclass of the source variable.  Therefore, the target variable class can always be OBJECT because this is  a superclass of all classes in ABAP Objects. 

•

If the static types of both reference variables are interfaces, the target  variable interface must be the same as the source variable interface, or  the source interface must be a compound interface, including the interface  of the target variable as a component. 

•

If the static type of the target variable is an interface and the static type of  the source variable is a class, the class (or one of its superclasses) must  implement the interface. 

•

If the static type of the target variable is a class and the static type of the  source variable is an interface, the class must be OBJECT. 

Listing 17 shows examples of possible assignments. Note that you can't directly  access components of interface i1 via io2, since these components are not  visible. Nevertheless, you can assign io2 to io1 and then access these  components. The assignments progress from specialized reference variables that know more 

details to general reference variables that know fewer details. Such assignments  are called narrowing casts. Narrowing casts are always appropriate for users who  want to work with a restricted view of an object as it is provided by a superclass  or an interface. In the special case of reference variables with the static type  OBJECT, no part of an object is accessible statically. Such a reference variable  may serve as a mere container except when components are addressed  dynamically.  Widening cast. Widening casts are the counterparts of narrowing casts. They  are used to switch back to a more detailed view (or type) of an object, which is  currently accessed through a more general reference variable. However this only  works if the object the reference variable refers to supports the more detailed  view. For all cases that are not listed under narrowing cast, a static type check is  not possible. The type check must be postponed until runtime. This is visualized  by using a new assignment operator, the casting operator (?=), instead of the  usual assignment operator (=). The assignment takes place at runtime only if the  target variable static type is equal to or more general than the source variable  dynamic type. Otherwise, the system responds with the catchable runtime error  MOVE_CAST_ERROR.  Listing 18 shows an interface example. The second assignment leads to an  exception because the dynamic type of io1, namely c1, is not the same as or a  subclass of the static type of co2, namely c2. The widening cast is used to switch back from a superclass view of an object to a  subclass view, from an interface view to a class view, or from a component  interface view to a compound interface view. This all works across several levels  of inheriting or composing interfaces but only if the object in question supports  the more detailed view. The rules for reference casting in Java are essentially the same as in ABAP  Objects. However, Java uses an explicit cast operator (the desired type enclosed  in parentheses) but no explicit assignment operator for widening casts. SUBSTITUTABILITY Polymorphism makes substitutability technically feasible. However, it is important  to understand that simply establishing technical substitutability is not enough.  Neither a language nor a compiler can enforce semantical substitutability. Hence, 

developers must follow the (semantical) principle of substitutability (sometimes  also referred to as the Liskov Substitution Principle), which states that a more  specific class/interface must be substitutable for a more general class/interface  without breaking the clients. A more specific class/interface can be substituted for  a more general class/interface if it respects the contract between the more  general class/interface and its clients. Specifically, when a class inherits from a superclass or implements an interface,  this class must respect the semantics defined in the superclass or interface. Even  if it adjusts its implementation to its own specific needs, it must not alter the  expected overall behavior. Imagine a situation in which a client code uses a  reference variable defined with respect to the superclass or interface. Accessing  a certain component via that variable, the client code expects exactly the  behavior as defined in the superclass or interface. The client doesn't know and  doesn't want to know that at runtime this reference variable may point to an  object of the class we started with. What an unpleasant surprise if the object  behaves differently. It is very likely that the client code will not work properly. Working with inheritance and interfaces will be successful only if classes and  interfaces, as well as their underlying semantics and their components, are  described carefully. In addition, subclasses, or implementing classes, must be  implemented according to this description. This applies to the (re­)implementation  of methods and to the use of all inherited components. POWERFUL POSSIBILITIES In this article we discussed three important ABAP Objects concepts: inheritance,  interfaces, and polymorphism. By combining single inheritance with composable  interfaces, ABAP Objects follows the main concept of Java. The central  difference is handling potential naming conflicts. While Java relies on method  name overloading and merging, ABAP Objects favors more explicit naming  mechanisms to resolve naming conflicts. However, ABAP Objects may be a little  less flexible than Java in this area. Inheriting implementation fragments or coding offers the powerful possibility of  code reuse. In particular, subclasses benefit automatically from features  implemented in superclasses. On the other hand, there's usually a tight coupling  between a class and all its superclasses. A class depends heavily on its  superclasses and must have detailed knowledge about their implementation. And 

it is not uncommon for subclasses to influence their superclasses. Inheritance  provides a kind of whitebox reuse. The interface concept usually enforces a more blackbox­like style of development  because interfaces do not carry any implementation. They are a contract or  specification between clients and providers and are a means of decoupling. The  interface concept shares most of the strengths of inheritance; for example,  interfaces are a means to express abstraction, to reduce complexity, and to  achieve polymorphic behavior. However, the interface concept avoids the main  weakness of inheritance. Polymorphism, or technical/syntactical substitutability, as provided by both  inheritance and interfaces, is one of the most powerful mechanisms of object­ oriented programming. It can significantly simplify modeling and implementing,  but this is possible only if polymorphism is supported by true, semantical  substitutability. Because substitutability can't be enforced by the system, it  depends on the development whether inheritance, interfaces, and polymorphism  are used profitably or whether they make things worse. o Horst Keller is senior technical writer in the SAP ABAP & GUI Group. He   documents the ABAP language with an emphasis on ABAP Objects. He also   develops and teaches classes on ABAP programming. You can reach him at   [email protected].  Holger Meinert is a member of the SAP internal OO Rollout group, providing   support and training for SAP internal projects that use ABAP Objects. You can   reach him at [email protected].

© 2001 CMP Media Inc. ALL RIGHTS RESERVED ™IntelligentERP is a trademark of CMP Media Inc.  PRIVACY STATEMENT

LAST MODIFIED:Tuesday, 24-Oct-00 10:38:13