Einführung in Klassen, Objekte und in UML

Einführung in Klassen, Objekte und in UML
Klassen und Objekte mit VBS Modellierung mit UML Anwendungsfälle mit COM Objekten Java und BlueJ Christoph Oberweis 2007

Agenda Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBScript
Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungsfalldiagramme Sequenzdiagramme Übungen Java Quellen C.O.

Agenda Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBScript
VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBScript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungsfalldiagramme Sequenzdiagramme Übungen Java Quellen C.O.

Modelle: Vorwort Anwendungsprogramme und Objektorientierung
Erst durch eine geeignete Software kann der Computer Probleme der realen Welt lösen. Hintergrund einer betriebswirtschaftlich orientierten Software sind letztlich immer Ge -schäftsprozesse; dies gilt sowohl für Standardsoftware wie z. B. Officepakete als auch für Individualsoftware wie z. B. eine prozessorientierte Auftragsabwicklung eines Produktionsbetriebs. Software bildet einen Ausschnitt der realen Welt in einer Modellwelt ab. Diese Modellwelt ist (im Gegensatz zur realen Welt) auf nur die Notwendigkeiten reduziert, die benötigt werden, um die jeweiligen Probleme der betrieblichen Wirklichkeit mit Hilfe von Computern zu lösen. Modellierung ist der Transfer eines Ausschnittes der realen Welt in ein Modell. Objekte der realen Welt (Kunde, Artikel usw.) und ihre Eigenschaften (Kundennummer, Artikelbezeichnung) werden modelliert – Ergebnis dieses Prozesses sind dann beispiels-weise Klassen inkl. ihrer Attribute und der ihnen zugeordneten Algorithmen (Methoden) in der Modellwelt, die dann wiederum zur Erzeugung von Objekten im Computer dienen. Der Begriff „Objekt“ ist nun allerdings als Fachbegriff der Informatik zu verstehen. Sowohl bei der Softwareentwicklung als auch bei der Nutzung dieser (z. B. Officepaket) wird man (zumindest indirekt) mit Objektorientierung konfrontiert. Diese sollte im gymnasialen Oberstufenunterricht und in Informatik – Fachklassen auch als das zugrunde liegende Konzept thematisiert werden. Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen C.O.

Modelle und Modellierung
Wirkliche Welt: Autohaus Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Modell: Idealisierte Darstellung (Abbildung) der realen Welt zur Veranschaulichung bestimmter Sachverhalte/Eigenschaften/Prozesse, Vereinfachung der Realität Das Foto ist farbig, hat einen bestimmten Maßstab, wurde aus einer bestimmten Perspektive aufgenommen usw.: Ikonisches Modell (bildhaft) Funktion dieses Modells: Möglicherweise ein Foto für einen Zeitungsbericht C.O.

Fortschreitende Abstraktion
Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Verzicht auf Details (Farbinformation usw.): Die Darstellung wird „ungenauer“, allerdings bleiben der Standort und die Silhouette der Fahrzeuge erkennbar. C.O.

Analogmodell X X X X X X X X X X X X X X X
Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen X X X X X X X X X X X X X X X Lageskizze der Stellplätze: Stark vereinfachte Karte, jedes abgestellte Fahrzeug wird zu einem „X“ („Analogie“, eine noch weiterer Abstraktion von der Wirklichkeit) C.O.

Eine weitere Betrachtungsweise
Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Jedes Kfz ist individuell (Fahrzeugnummer). C.O.

Es gibt Gemeinsamkeiten
Individuelles KFZ Individuelles KFZ Individuelles KFZ Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Überlegung: Was haben alle Fahrzeuge gemeinsam: Vier Räder, Lenkrad … „Abstraktes Fahrzeug“: Schablone, Bauplan für die realen Fahrzeuge C.O.

Die Vorstufe einer Klasse
Kfz Hersteller: Text Typ: Text ……… Hubraum: Ganzzahl Farbe: Text ……. Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Schablone, nach diesem „Bauplan“ können (fast) unendlich viele Fahrzeuge gebaut werden. Allerdings benötigt dieser Plan exakte Angaben zu den Details des Fahrzeugs. So könnte der Bauplan formuliert sein: Zahlen und Texte als Informa-tionen zu den Eigenschaften des Fahrzeugs (Vorstufe einer Klasse). (Eine Darstellung dieser Art wird in manchen Fachdisziplinen als symbolisches Modell bezeichnet.) C.O.

Von der Schablone … Eine Klasse
Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Die Schablone definiert den Bauplan des Fahrzeugs (falls zusätzliche detaillierte Angaben vorliegen). C.O.

… zum individuellen Kfz
Das Objekt Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Und so soll das individuelle Kfz aussehen! C.O.

Andere Möglichkeit! Ein anders Objekt der gleichen Klasse
Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Ein anderes „Individuum“. C.O.

Schritte der Modellierung
Wirklichkeit Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen C.O.

Wirklichkeit Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen 1. Objekte, die offensichtlich den gleichen Bauplan haben, analysieren. (Hier: die Fahrzeuge, nicht die Fahnen, Verkehrs-schilder usw.) Welche gemeinsamen Eigenschaften mit individueller Ausprä-gung (wie Farbe, Fahrzeugnummer usw.) können diese Objekte besitzen? C.O.

Wirklichkeit Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen 1. Objekte, die offensichtlich den gleichen Bauplan haben, analysieren. (Hier: die Fahrzeuge, nicht die Fahnen, Verkehrs-schilder usw.) Welche gemeinsamen Eigenschaften mit individueller Ausprä-gung (wie Farbe, Fahrzeugnummer usw.) können diese Objekte besitzen? 2. Übertragung in die Modellwelt Individuelle Dinge wie z. B. Farbe = rot werden zu Attributen verallgemeinert. Kfz Hersteller: Text Hubraum: Zahl ……. Kfz: Bauplan (Vorläufer der Klasse im Sinne der OOP), der Eigen-schaften festlegt. Die Attribute haben einem be-stimmten Datentyp. C.O.

Was passiert mit den Fahrzeugen?
Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Bevor die Klasse „Kfz“ fertiggestellt werden kann, muss geklärt werden, welcher Ausschnitt der reale Welt zu modellieren ist: Produktion des Fahrzeugs? Verkauf des Fahrzeugs? Reparatur des Fahrzeugs? Fahrzeug verschrotten? Ein Autohaus ist wohl in erster Linie für die beiden mittleren Bereiche zuständig. Fragestellung (für die Verwaltung): Welche Vorgänge oder Abläufe sind von Wichtigkeit ( Geschäftsprozesse)? C.O.

Operationen / Methoden
Die Modellwelt soll sich nun lediglich auf die Verwaltung (Auftragsbearbeitung, Rechnungswesen usw.) beziehen. Die MitarbeiterInnen in den angesprochen Abteilungen müssen Fahrzeuge: erfassen Stammdaten pflegen Informationen ausdrucken Teile bestellen usw. Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen In der objektorientierten Programmierung bezeichnet man diese Tätigkeiten als Operationen oder Methoden. Sie werden in das Klassenmodell mit aufgenommen. C.O.

Klasse: Der letzte Schliff!
Notation in UML (Unified Modeling Language) Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Kfz Hersteller: Text Typ: Text ……… Hubraum: Ganzzahl Farbe: Text ……. VK Preis: Währung Erfassung() Ändern() Löschen() Drucken() …………… Klassenname Attribute Methoden C.O.

Und nochmal: Von der Klasse …
„Abstrakter“ Bauplan Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Kfz Hersteller: Text Typ: Text ……… Hubraum: Ganzzahl Farbe: Text ……. VK Preis: Währung Erfassung() Ändern() Löschen() Drucken() …………… C.O.

... zum Objekt „Konkretes“ individuelles Fahrzeug :Kfz
Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen :Kfz Hersteller= „Daihatsu“ Typ= „Terios“ ……… Hubraum= 1495 Farbe= „metallic silber“ ……. VK-Preis= 17800,00 Erfassung() Ändern() Löschen() Drucken() …………… C.O.

Erweiterung und Erklärung
Objekt = Instanz/Exemplar einer Klasse Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen :Kfz Hersteller = „Daihatsu“ Typ= „Terios“ ……… Hubraum = 1495 Nennleistung (KW bei 6000U/min)= 77 Farbe= „rot“ ……. Grundreis= 17800 Leasingsonderzahlung= … Leasingrate = …. Laufzeit= ….. Erfassung() Ändern() Löschen() Drucken() …………… Unterstrichener Klassenname, zu dem das Objekt gehört, falls das Objekt bereits einen Namen hat: MeinKfz:Kfz Attributwerte, Daten: aktueller Zustand des Objektes, er kann durch Methoden zur Laufzeit verändert werden. Merke: Jedes Objekt besitzt eine Objektidentität, diese unterscheidet es von allen anderen Objekten. Verhalten des Objektes: Menge von Operationen C.O.

Aufgabe 1 Modelle und Modellierung Klassen-diagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Modellieren Sie bitte ein Kunden-Klassendiagramm! Überlegen Sie zunächst, welche Attributte/Methoden benötigt werden könnten. Erstellen Sie dann das entsprechende UML-Klassendiagramm. C.O.

Eine Lösung Kunde C.O. Modelle und Modellierung Klassen-diagramme
VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Kunde Kunden_Nummer : integer Name : String Adresse : String ..... Umsatz : double Erfassung() Ändern() Löschen() Adressaufkleber drucken() Serienbrief erstellen() Umsatz holen() Hier wird noch ein wichtiger Aspekt der OOP deutlich: Der Umsatz des Kunden kann nur über eine Methode ermittelt werden, ein direkter Zugriff auf den Wert wäre zwar auch „programmierbar“ (Änderung der Codierung), entspricht aber nicht der Philosophie der OOP: Verkapselung der Daten (Geheimhaltungsprinzip). Eine Änderung oder Abfrage der Daten soll nur über die dafür definier-ten Methoden ermöglicht werden. Allerdings: Der Sinn dieses Prinzips wird erst bei einer komplexeren Situation wirklich einsichtig und als Vorteil empfunden. C.O.

VBScript VBScript ist ein Derivat der OO Programmiersprache Visual Basic von Microsoft. Sinn einer Scriptsprache (s. auch: JavaScript) ist es nicht, größere Programmsysteme zu entwickeln oder den komplexeren Umgang mit Objekten zu realisieren. Mit Scrips werden vielmehr kleinerer Lösungen für z. B. alltäglich anfallende Tätigkeiten am Computer erstellt. Sie können aber auch in HTML Seiten eingebettet werden. Einige Vorteile von VBScript: Implementierung von Klassen (geringer Aufwand, ohne Entwicklungsumgebung) Erzeugen von Objekten Senden von Botschaften an Objekte (Methodenaufruf, Rückgaben von Daten) Codierung der logischen Grundstrukturen Verfügbarkeit der COM – Komponenten in VBS Verfügbarkeit einfacherer Dialogboxen unter Windows Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen C.O.

Implementierung Option Explicit Class Kfz Private Hersteller Private Typ Private Hubraum Sub erfassen(her, ty, hub) Hersteller = her typ = ty Hubraum = hub End Sub Function ErmittleTyp ErmittleTyp = Typ End Function End Class Dim Auto1 Dim a Dim b Dim c Set Auto1 = new Kfz a = "Opel" b=InputBox("Bitte Kfz-Typ eingeben:") c = 1600 Auto1.Erfassen a, b, c MsgBox(Auto1.ErmittleTyp) Set Auto1 = Nothing Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen So sieht ein komplettes Programm aus, die einzelnen Abschnitte dieser Implemen-tierung werden auf den folgenden Seiten erklärt. Hinweis: Das Programm wird in einem einfachen Editor eingetippt und mit dem Dateierweiterungsnamen *.vbs agespeichert. Durch einen Doppelklick auf den Namen kann es sofort gestartet werden, MS - Windows interpretiert den Quellcode. C.O.

Zuerst die Klasse Kfz Hersteller: Text Typ: Text Hubraum: Ganzzahl
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Kfz Hersteller: Text Typ: Text Hubraum: Ganzzahl Erfassung() Typ_holen() C.O.

Zuerst die Klasse Option Explicit Class Kfz Private Hersteller
Private Typ Private Hubraum Sub erfassen(her, ty, hub) Hersteller = her typ = ty Hubraum = hub End Sub Function ErmittleTyp ErmittleTyp = Typ End Function End Class Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Kfz Hersteller: Text Typ: Text Hubraum: Ganzzahl Erfassung() Typ_holen() Hinweis: Eine Typenangabe (z.B. Text, Ganzzahl) hinter dem Variablennamen gibt es in VBS nicht (anders bei VB). VBS verwaltet diese varianten Typen automatisch richtig. C.O.

Was es sonst noch so gibt …
Diese Programmzeile (immer am Anfang) bewirkt, dass alle Variablen vor ihrer Benutzung angemeldet sein müssen. Option Explicit Class Kfz Private Hersteller Private Typ Private Hubraum Sub erfassen(her, ty, hub) Hersteller = her typ = ty Hubraum = hub End Sub Function ErmittleTyp ErmittleTyp = Typ End Function End Class Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen C.O.

Diese Programmzeile (immer am Anfang) bewirkt, dass alle Variablen vor ihrer Benutzung angemeldet sein müssen. Option Explicit Class Kfz Private Hersteller Private Typ Private Hubraum Sub erfassen(her, ty, hub) Hersteller = her typ = ty Hubraum = hub End Sub Function ErmittleTyp ErmittleTyp = Typ End Function End Class Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Private bedeutet, dass der Wert dieser Variable nur von Methoden der Klasse verändert werden darf. C.O.

Diese Programmzeile (immer am Anfang) bewirkt, dass alle Variablen vor ihrer Benutzung angemeldet sein müssen. Option Explicit Class Kfz Private Hersteller Private Typ Private Hubraum Sub erfassen(her, ty, hub) Hersteller = her typ = ty Hubraum = hub End Sub Function ErmittleTyp ErmittleTyp = Typ End Function End Class Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Private bedeutet, dass der Wert dieser Variable nur von Methoden der Klasse verändert werden darf. Sub: Methoden der Klasse, mit der die Werte der Variablen verändert werden dürfen. In den Klam-mern (=Schnittstelle) stehen Variablen (her …), sie dienen dem Datenaustausch zwischen dem eigentlichen Programm und der Methode. C.O.

Diese Programmzeile (immer am Anfang) bewirkt, dass alle Variablen vor ihrer Benutzung angemeldet sein müssen. Option Explicit Class Kfz Private Hersteller Private Typ Private Hubraum Sub erfassen(her, ty, hub) Hersteller = her typ = ty Hubraum = hub End Sub Function ErmittleTyp ErmittleTyp = Typ End Function End Class Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Private bedeutet, dass der Wert dieser Variable nur von Methoden der Klasse verändert werden darf. Sub: Methoden der Klasse, mit der die Werte der Variablen verändert werden dürfen. In den Klam-mern (=Schnittstelle) stehen Variablen (her …), sie dienen dem Datenaustausch zwischen dem eigentlichen Programm und der Methode. Kennzeichnung: Hier endet diese Methode. C.O.

Diese Programmzeile (immer am Anfang) bewirkt, dass alle Variablen vor ihrer Benutzung angemeldet sein müssen. Option Explicit Class Kfz Private Hersteller Private Typ Private Hubraum Sub erfassen(her, ty, hub) Hersteller = her typ = ty Hubraum = hub End Sub Function ErmittleTyp ErmittleTyp = Typ End Function End Class Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Private bedeutet, dass der Wert dieser Variable nur von Methoden der Klasse verändert werden darf. Sub: Methoden der Klasse, mit der die Werte der Variablen verändert werden dürfen. In den Klam-mern (=Schnittstelle) stehen Variablen (her …), sie dienen dem Datenaustausch zwischen dem eigentlichen Programm und der Methode. Kennzeichnung: Hier endet diese Methode. Function: Auch eine Methode. „Function“ gibt an, dass diese Methode einen Wert an das rufende Programm zurückgibt. Kennzeichnung: Hier endet diese Klasse. C.O.

Und nun das Objekt … Dim Auto1 Dim a Dim b Dim c Set Auto1 = new Kfz
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Dim (vgl. Private bei der Klasse): Hier werden die Variablen angemeldet. Dim Auto1 Dim a Dim b Dim c Set Auto1 = new Kfz a = "Opel" b=InputBox("Bitte Kfz-Typ eingeben:") c = 1600 Auto1.Erfassen a, b, c MsgBox(Auto1.ErmittleTyp) Set Auto1 = Nothing C.O.

Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Dim (vgl. Private bei der Klasse): Hier werden die Variablen angemeldet. Dim Auto1 Dim a Dim b Dim c Set Auto1 = new Kfz a = "Opel" b=InputBox("Bitte Kfz-Typ eingeben:") c = 1600 Auto1.Erfassen a, b, c MsgBox(Auto1.ErmittleTyp) Set Auto1 = Nothing Das 1. „Highlight“ dieses Programms: Erzeugung des Objektes Auto1(„Instanz“ der Klasse Kfz) während der Laufzeit. C.O.

Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Dim (vgl. Private bei der Klasse): Hier werden die Variablen angemeldet. Dim Auto1 Dim a Dim b Dim c Set Auto1 = new Kfz a = "Opel" b=InputBox("Bitte Kfz-Typ eingeben:") c = 1600 Auto1.Erfassen a, b, c MsgBox(Auto1.ErmittleTyp) Set Auto1 = Nothing Das 1. „Highlight“ dieses Programms: Erzeugung des Objektes Auto1(„Instanz“ der Klasse Kfz) während der Laufzeit. Wertezuweisung: a) direkt im Programm b) Mit Dialogbox C.O.

Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Dim (vgl. Private bei der Klasse): Hier werden die Variablen angemeldet. Dim Auto1 Dim a Dim b Dim c Set Auto1 = new Kfz a = "Opel" b=InputBox("Bitte Kfz-Typ eingeben:") c = 1600 Auto1.Erfassen a, b, c MsgBox(Auto1.ErmittleTyp) Set Auto1 = Nothing Das 1. „Highlight“ dieses Programms: Erzeugung des Objektes Auto1(„Instanz“ der Klasse Kfz) während der Laufzeit. Wertezuweisung: a) direkt im Programm b) Mit Dialogbox Das „2. Highlight“: Senden von Botschaften an das Objekt. Allgemein: Objekt.Methode param1, param2 (param1/param2: Schnittstellenparameter) Objekt löschen. C.O.

Programmtest Dialogbox 1: Dateneingabe Daialogbox 2:
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Dialogbox 1: Dateneingabe Daialogbox 2: Ausgabe des Kfz –Typs C.O.

Hinweise für Insider Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Der saloppe Umgang mit Prozeduren, Funktionen, der Parameterübergabe und den return-Werten mag Personen mit Erfahrung in einer imperativen Programmiersprache (Pascal, C …) verwundern, möglicherweise sogar entsetzen. Moderne Lehrbücher der Informatik legen den Schwerpunkt der Einführung in die Programmierung auf die objektorientierten Konzepte. Die Modellierung von Klassen, Objekterzeugung während der Laufzeit, das Senden von Nachrichten (darf nicht mit einem Prozeduraufruf einer rein imperativen Programmierung gleichgesetzt werden) und das Geheimhaltungsprinzip haben hier zunächst einen höheren Stellenwert als Details der Unterprogrammtechnik oder die exakte Behandlung der logischen Grundstrukturen. C.O.

Aufgabe 2 Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Modellieren Sie bitte ein Kunden-Klassendiagramm, welches Methoden enthält, die Sie bereits von der Codierung her realisieren können. Erstellen Sie dann das entsprechende UML-Klassendiagramm und codieren Sie dies bitte in VBS. Führen Sie dann Programmtests durch! C.O.

Lösung Aufgabe 2 C.O. Modelle und Modellierung Klassendiagramme
Option Explicit Class Kunde Private Kundennummer Private V_N_Name Private Umsatz Sub erfassen(Kn, Vn, Um) Kundennummer = Kn V_N_Name = Vn Umsatz = Um End Sub Function ErmittleKunde ErmittleKunde = Kundennummer & " " & V_N_Name & " " & Umsatz End Function End Class Dim Kunde1 Dim k Dim n Dim u Set Kunde1 = new Kunde k=InputBox("Kundennummer:") n=InputBox("Kundenname:") u=InputBox("Kundenumsatz:") Kunde1.Erfassen k, n, u MsgBox(Kunde1.ErmittleKunde) Set Kunde1 = Nothing Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen So kann erreicht werden, dass alle Kundeninformationen auf einer Dialogbox ausgegeben werden. C.O.

Lösung Aufgabe 2 C.O. Modelle und Modellierung Klassendiagramme
VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Zusatzaufgaben: Verändern Sie das Programm so, dass noch Führungstexte ausgegeben werden! (Aufgabe nur für „Experten“) Gehen Sie bitte davon aus, dass ein zusätzliches Datenfeld mit der Aufsummierung der Umsätze aller vorherigen Jahre (ohne das aktuelle Jahr) in der Klasse vorhanden ist. Es soll bei der Ausgabe ein Gesamtsummenfeld (die alten Umsätze + Umsatz des aktuellen Jahres) angezeigt werden. Wie kann das Problem gelöst werden? (Tipp: MsgBox - Daten sind immer Zeichenketten, keine Zahlen. Hier ist wie z. B. in der Programmiersprache Delphi eine Typenumformung notwendig.) C.O.

Lösung Aufgabe 2 (Zusatzaufgaben)
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Option Explicit Class Kunde Private Kundennummer Private V_N_Name Private Umsatz Private Umsatz_alt Sub erfassen(Kn, Vn, Um, Ua) Kundennummer = Kn V_N_Name = Vn Umsatz = Um Umsatz_alt = ua End Sub Function ErmittleKunde dim Umges Umges = CDbl(Umsatz) + CDbl(Umsatz_alt) ErmittleKunde = "K-Nummer: " & Kundennummer & „ Name: " & V_N_Name & " Gesamzumsatz:" & Umges End Function End Class C.O.

Es kommt auf die „Methode“ an!
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Anhand dieser Lösung lässt sich verdeutlichen, dass unterschiedliche Modellierungsmöglichkeiten zum gleichen Ergebnis führen. So könnte auch eine eigene Methode „Addiere_Umsatz“ in der Klasse „Kunde“ definiert werden. Vom Hauptprogramm aus ließe sich dann über einen Methodenaufruf die entsprechende Operation durchführen. Aufgabenerweiterung: Modellieren Sie bitte die neue Klasse und implementieren Sie diese. C.O.

Component Object Model
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Das Component Object Model (COM) erlaubt (u. a.) den Zugriff auf Computerdienste mit VBS. In diesem Zusammenhang ist unter Komponente eine compilierte Programmdatei zu verstehen, welche i. d. R. mehrere Klassen enthält. Damit werden die entsprechenden Objekte (z. B. unter VBS, aber auch unter C++, C#, Java oder VB) erzeugt, mit denen z. B. der Zugriff auf Funktionen des Betriebssystems Windows realisiert werden kann. Die folgenden Beispiele orientieren sich an den Lehrbüchern von D. Johlen und H. Schwichtenberg (s. Quellen). C.O.

Das Dateisystem als Komponente
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen FileSystemObject Drives getFile(pfad):File moveFile(quellPfad, zielPfad) …………….. File Name DatelastModified parentFolder moveFile(zielPfad) …………….. Stark vereinfachte Klassenmodelle der COM – Komponente, die für das Dateisystem zuständig ist. Beispiel eines Anwendungsfalls: Eine Datei soll von einem Verzeichnis in ein anderes verschoben werden. Konkret: Die Datei „test1.txt“ im Verzeichnis c:\vz1\ soll in das Verzeichnis c:\vz2\ verschoben werden. C.O.

Das Dateisystem als Komponente
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Z1Z2Z3Z4 Set FSObjekt = CreateObject("Scripting.FileSystemObject") Set Datei = FSObjekt.getFile("h:\SE\test1.txt") Datei.move "h:\SX\" MsgBox "Dateien umkopiert!" Z1: Erzeugung des Objektes „FSObjekt“ mit der Methode CreateObject. Als Schnittstellenparameter muss die Klasse „FileSystemObject“ aus dem Paket „Scripting“ angegeben werden. Z2: Erzeugen des Objektes „Datei“ durch das Senden der Nachricht „getFile“. Z3: Senden der Nachricht „move“ (inkl. Parameter) an das Objekt „Datei“. Sowohl für das Modellieren als auch für die Erklärung eines Programms ist diese verbale Ausdrucksweise „ungeschickt“. UML kennt neben den Klassendiagrammen noch viele weitere Modellierungstechniken. Zwei wichtige Möglichkeiten werden nun vorgestellt. C.O.

Anwendungsfalldiagramm (Use-case)
Bestellung eingeben Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Systemgrenze Kunde anlegen Akteur: System- verwalter Bestellung ändern Kunde löschen Akteur: Auftrags – annahme Die Aufgaben eines Programmsystems lassen sich mit den Anwendungsfalldiagrammen übersichtlich („auf hoher Ebene“) darstellen. Dieses Werkzeug unterstützt (u. a.) die Formulierung der Anforderungen an das System und die Überwachung iterativer Projekte zur Erstellung desselben. C.O.

Sequenzdiagramm Erklärung: Zubehörshop des Autohauses C.O.
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Das Sequenzdiagramm dient (u. a.) der Darstellung, wie Objekte Nachrichten austauschen. Es werden zeitliche Aspekt berücksichtigt. C.O.

Beispiele und Übungen Sequenzdiagramm für den Anwendungsfall „Datei verschieben“ Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen (new) FSObjekt: FileSystemObject getFile(…) Durch getFile wurde ein neues Objekt erzeugt! FSObjekt: FileSystemObject move(…) Folge: Datei ist verschoben! C.O.

Beispiele und Übungen Nochmals zurück zur Klasse „File“:
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen File Name DatelastModified parentFolder moveFile(zielPfad) …………….. Aufgabe 3: Auf das Attribut DatelastModified kann direkt (ohne Methode) zugegriffen werden. Erstellen Sie bitte ein Script, welches das Datum der letzten Änderung einer beliebigen Datei in einem beliebigen Verzeichnis ermittelt und ausgibt. Entwerfen Sie bitte zuerst das entsprechende Sequenzdiagramm. C.O.

Script-Lösung der Aufgabe 3
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Set FSObjekt = CreateObject("Scripting.FileSystemObject") Set Ordner = FSObjekt.getFolder("h:\SE\") Set Dateien = Ordner.files Set Datei = Dateien.item("test1.txt") MsgBox "Datum des letzten Zugriffs: " & Datei.dateLastModified C.O.

Programmerweiterung Aufgabe 3
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen In Anlehnung an das 1. VBS - Programm dieser Präsentation könnte die Aufgabenstellung dergestalt erweitert werden, dass über eine Dialogbox zunächst einmal das Dateiverzeichnis und der Dateiname eingegeben werden und dann die Zugriffe auf die COM - Komponenten erfolgen. Dateneingabe und COM - Zugriffe könnten jeweils gekapselt werden. Die Erstellung von Klassendiagrammen und eines Sequenzdiagramms wäre der erste Schritt zur Entwicklung einer Lösung. C.O.

Abspeichern in eine Datei
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Set meinFSO = CreateObject("Scripting.FileSystemObject") Set meinOrdner = meinFSO.getFolder("h:\SE\") Set meineDateien = meinOrdner.files Set meineDoku = meinFSO.CreateTextFile("h:\SE\doku.txt") meineDoku.writeLine "Projekt-Ordner" meineDoku.writeLine For Each datei In meineDateien meineDoku.writeLine datei.name & " , zuletzt geändert: " & datei.dateLastModified Next meineDoku.Close MsgBox "Doku-Datei erzeugt!" Aufgabe 4: Untersuche Sie bitte diesen Quellcode. Formulieren Sie zu dieser Lösung die Aufgabenstellung. Wie sieht das entsprechende Sequenzdiagramm aus? C.O.

Weitere Übungen Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Zurück zu dem Autohaus: Zur Erstellung von Rechnungen könnten Klassendiagramme erstellt und in VBS codiert werden. Hinweise: In dieser Lerneinheit wird die Thematik „Beziehungen zwischen Klassen“ nicht behandelt. Die oben stehende Aufgabe kann der Vorbereitung auf diese Modellierungsmöglichkeit dienen. An dieser Stelle ist es sinnvoll, die ereignisgesteuerte Programmierung vorzustellen und einen Wechsel der Programmiersprache vorzunehmen. Selbstverständlich müssen nun Themen wie Privat/Public – Variablen, Prozeduren und Funktionen, Parameter, Call by value/reference usw. ausführlich behandelt werden. C.O.

Jetzt kommt Java: OO Modellierung ohne Kompromisse
public class Kfz { private String Hersteller; private String Typ; private int Hubraum; public Kfz(int Hub) Hersteller = "Opel"; Typ = "Astra"; Hubraum = Hub; } public int gibHubraum() return Hubraum; public void Ausgabe_Kfz() System.out.println(Hersteller + "-Info"); System.out.println("Typ: " + Typ); System.out.println("Hubraum: " + Hubraum); System.out.println(); Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Klassendefinition Daten Kunstruktor Methoden Hier: Kein Hauptprogramm! C.O.

Didaktisches Entwicklungstool
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Vorteile dieses Werkzeuges: Kaum Einarbeitungszeit notwendig Läuft auf dem Java Development Kit von Sun Microsystems: Komplettes Java, nicht vereinfacht UML - ähnliche Visualisierung der Klassenstruktur Erzeugung von Objekten aus den Klassen auf Mausklick, das Schreiben eines Testrahmens ist nicht notwendig, die Methoden können direkt getestet werden Im Vordergrund stehen OO Konzepte und nicht Sprachkonstrukte einer Programmiersprache Bewährtes System, es existieren viele gute Lehrbücher C.O.

BlueJ-Editor C.O. Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript
Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen C.O.

Das Objekt wird erzeugt
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Hier: Klick mit rechter Maustaste C.O.

Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Kontextmenü C.O.

Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Objektname eingeben Konstruktor nimmt Wert entgegen (Parameterübergabe) C.O.

Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Objekt Klasse C.O.

Ein zweites Objekt C.O. Modelle und Modellierung Klassendiagramme
VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen C.O.

Methodenaufruf Rechte Maustaste: Kontextmenü für den Methodenaufruf
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Rechte Maustaste: Kontextmenü für den Methodenaufruf C.O.

Methodenaufruf Anzeige des Rückgabewertes (vgl. Quelltext) C.O.
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Anzeige des Rückgabewertes (vgl. Quelltext) C.O.

Methodenaufruf Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Konsolenähnliches Fenster: Falls „void Ausgabe_Kfz()“ angeklickt wurde, werden alle Attribute angezeigt (s. Quelltext). C.O.

Keine Beziehungsprobleme!
Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Diese Abbildung zeigt, wie es nun weitergehen könnte: Modellierung von Beziehungen zwischen Klassen mit BlueJ. (nach Barnes, D. u. Kölling, M.: Java lernen mit BlueJ) C.O.

Quellen Modelle und Modellierung Klassendiagramme VBSript Objekte erzeugen Component Object Model Anwendungs-falldiagramme Sequenz-diagramme Übungen Java Quellen Balzert, Heide: Objektorientierung in 7 Tagen.- Spektrum Verlag Balzert, Helmut: Lehrbuch Grundlagen der Informatik.- Spektrum Verlag Barnes, D. u. Kölling, M.: Java lernen mit BlueJ.- Pearson-Verlag Johlen, D.: Anwendungsentwicklung.- Holland + Josenhans- Schwichtenberg, H. (u. a.): Windows Scripting.- Addison Wesley-Verlag Alle Fotos u. Abbildungen: C. Oberweis C.O.

Einführung in Klassen, Objekte und in UML

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