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Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 041 5. Vorlesung: Grundkonzepte Objekt-Orientierung Objekt Objektorientierte Prinzipien Klasse Objektverwaltung Operationen.

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1 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS Vorlesung: Grundkonzepte Objekt-Orientierung Objekt Objektorientierte Prinzipien Klasse Objektverwaltung Operationen Stereotypes

2 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 042 Objektorientierung In der realen Welt begegnen wir zahlreichen Objekten Menschen, Tieren, Autos,... Verträge, Gruppen, Dreiecke,... Objekte haben Eigenschaften (Attribute) Z. B. Name, Alter, Farbe Objekte haben ein Verhalten Z. B. können Menschen ihr Alter nennen, ihre Adresse ändern usw. Objekte können in Beziehung miteinander stehen Z. B. Freundschaft, Heirat, eine Person ist Kunde einer Firma,.. Objekte können sich aus anderen Objekten zusammen setzen Gleichartige Objekte können zusammen gefasst werden zu Klassen Z. B. umfasst die Klasse Person einzelne Objekte wie Edmund Stoiber, Gerhard Schröder, Angela Merkel, Joschka Fischer

3 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 043 Objektorientierte Modellierung Reale Welt Name = Sandra Müller Wohnort = Zweibrücken Beruf = Informatikerin Sandra Müller Marke = Peugeot Autonr = ZW-AB 97 Baujahr = 2001 : Fahrzeug besitzt Objektorientiertes Modell Abbildung

4 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 044 Objekt Ein Objekt im Sinne der objektorientierten Software-Entwicklung besitzt eine Struktur (Attribute) hat zu einem Zeitpunkt einen definierten Zustand (repräsentiert durch Attribut-Werte) hat ein bestimmtes Verhalten (beschrieben durch eine Menge von Operationen) –Änderungen oder Abfrage des Zustands nur über Operationen möglich Hat eine eindeutige Identität, die es von allen anderen Objekten unterscheidet Kann ein oder mehrere andere Objekte kennen (mit diesen in Beziehung stehen)

5 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 045 Beispiel: Mitarbeiter-Objekt Personalnr = 1234 Name = Müller Gehalt = 3000 einstellen () erhöhe Gehalt () drucke Ausweis () UML- Darstellung:

6 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 046 UML-Notation von Objekten Angabe von Attributen: Attribut : Typ = Wert (i.d.R. ist der Typ aber bei der Klasse definiert) Attribut = Wert Attribut Operationen werden nicht beim Objekt angegeben (sondern bei seiner Klasse) :Klasse Objektname immer unterstrichen! Wenn der Name keine Rolle spielt, wird nur die Klasse angegeben (Doppelpunkt davor!)

7 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 047 Prinzipien Kapselung: Zustand und Verhalten eines Objekts bilden eine Einheit, das Objekt kapselt Zustand (Daten) und Verhalten (Operationen) Geheimnisprinzip: Attribute sind von außen nicht sichtbar Es kann nur über Operationen darauf zugegriffen werden Objektidentität: Auch wenn zwei Objekte identische Attributwerte besitzen (Gleichheit der Objekte), sind sie aufgrund ihrer Identität verschieden.

8 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 048 Klasse Objekte mit gleichartiger Struktur und gleichartigem Verhalten werden zu Klassen zusammengefasst Die Klasse definiert für ihre Objekte die Attribute, Operationen und Beziehungen (Assoziationen und Vererbungsstrukturen) Jedes Objekt gehört zu genau einer Klasse Verhalten einer Klasse: Wird beschrieben durch die Botschaften, auf die seine Objekte reagieren können Eine Botschaft aktiviert eine Operation gleichen Namens

9 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 049 Beispiel einstellen() erhöheGehalt() druckeAusweis() Personalnr Name Gehalt Mitarbeiter Personalnr = 1234 Name = Müller Gehalt = 3000 Müller : Mitarbeiter Personalnr = 5678 Name = Meyer Gehalt = 2800 Meyer : Mitarbeiter

10 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 0410 Darstellung von Klassen Operation 1() Operation 2()... Attribut 1 Attribut2... Klasse

11 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 0411 Objektverwaltung Jedes Objekt kennt seine Klasse Attribute und ihre Typen Operationen In der Systemanalyse geht man vereinfachend davon aus, dass eine Klasse ihre Objekte ebenfalls kennt Objektverwaltung kann dann bei der Klasse dokumentiert werden, z. B.: Erzeugen und Löschen von Objekten Anfragen und Manipulationen auf allen Objekten einer Klasse Im Entwurf und der Implementierung muss die Objektverwaltung explizit realisiert oder von der verwendeten Umgebung bereit gestellt werden

12 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 0412 Klasse und Klassen-Extension Klasse: Ist eine Abstraktion, die Gemeinsamkeiten von Objekten und Regeln zu ihrer Erzeugung beschreibt Klassen-Extension: Menge aller Objekte dieser Klasse (Ansammlung von Objekten) Wird z. B. für die Objektverwaltung benötigt. Beschreibung: Personen haben einen Namen und ein Alter Max Meier Brad Pitt Nicole Kidmann Michael Schumacher

13 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 0413 Attribute Beschreiben die Daten, die von Objekten angenommen werden können Jedes Attribut ist von einem bestimmten Typ Alle Objekte einer Klasse besitzen dieselben Attribute, jedoch unterschiedliche Attributwerte

14 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 0414 Attribute: Beispiel Matrikelnr Name Geburtsdatum Immatrikulation Vordiplom Noten Student Matrikelnr = Name = (Hans, Meyer) Geburtsdatum = Immatrikulation = Vordiplom Noten = ((2.3, Mathematik), (1.3, Informatik)) : Student

15 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 0415 Attribut-Typen Angabe des Typs ist optional UML gibt keine bestimmten Typen vor Hängen von der jeweiligen Programmiersprache ab Häufig in der Analyse verwendete Typen: String Int Float Fixed (Vorkommastellen, Nachkommastellen) Boolean Date Time Aufzählungstypen: {Wert1, Wert2, Wert3} Listen: List of... Matrikelnr:Int Name:String Geburtsdatum: Date Immatrikulation:Date Vordiplom:Date Noten:List of Note Student

16 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 0416 Spezielle Attribute Klassenattribute Es existiert nur ein Attributwert für alle Objekte einer Klasse Existieren auch, wenn noch kein Objekt für die Klasse besteht Klassenattribute werden unterstrichen Z. B. MaximaleAnzahlObjekte Abgeleitete Attribute Attribute, die jederzeit aus anderen Attributen berechnet werden können Werden mit Präfix / gekennzeichnet Z. B.: /Alter : Int {Akt. Datum – Geburtsdat., abge- rundet auf ganze Jahre} /AnzahlObjekte

17 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 0417 Operationen Ausführbare Tätigkeiten Alle Objekte einer Klasse verwenden dieselben Operationen Jede Operation kann auf alle Attribute eines Objekts dieser Klasse direkt zugreifen Menge aller Operationen: Verhalten oder Schnittstelle der Klasse

18 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 0418 Beispiel, Notation immatrikulieren() exmatrikulieren() druckeStudienbescheinigung() notiereNoten() berechneDurchschnitt() druckeVordiplomsliste() anmeldePraktikum() druckePraktbescheinigung() Matrikelnr Name Geburtsdatum Immatrikulation Vordiplom Noten Student Operation() Klassenoperation() AbstrakteOperation() Attribut Klassenattribut Klasse

19 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 0419 Objekt- und Klassen-Operationen Objekt-Operationen: Werden auf einzelnes (bereits bestehendes) Objekt angewendet (Abstrakte Operation: Operation einer abstrakten Klasse, wird erst in einer Unterklasse implementiert - siehe nächste Vorlesung). Klassen-Operationen: Ist der Klasse zugeordnet und kann nicht auf ein einzelnes Objekt der Klasse angewendet werden Wird unterstrichen (z. B. drucke Vordiplomsliste( )) Konstruktor-Operationen: Erzeugt ein neues Objekt und führt entsprechende Initialisierungen und Datenerfassungen durch (z. B. Operation immatrikulieren( ))

20 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 0420 Darstellung von Operationen in der Analyse Meist genügt der Name der Operation, gefolgt von einer leeren Argumentenliste ( ) Es werden vornehmlich die fachlich relevanten, von außen sichtbaren Operationen angegeben. Interne Operationen, d. h. solche, die nur von anderen Operationen aufgerufen werden, werden nur dann angegeben, wenn dies für das Verständnis erforderlich ist. Trivial-Operationen zum Auslesen und Ändern von Attributwerten (get, set) müssen nicht angegeben werden

21 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 0421 Arten von Operations 1.Operationen mit lesendem Zugriff auf Attribute 2.Operationen mit schreibendem Zugriff auf Attribute 3.Operationen zur Durchführung von Berechnungen 4.Operationen zum Erzeugen und Löschen von Objekten (Konstruktur, Dekonstruktor) 5.Operationen zur Selektion von bestimmten Objekten einer Klasse 6.Operationen zum Herstellen und Löschen von Verbindungen 7.Operationen, die Operationen der Objekte anderer Klassen aktivieren

22 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 0422 Namens-Konventionen Klassen: Substantiv im Singular, kann durch Adjektiv ergänzt werden Sollte innerhalb des Systems eindeutig sein Attribute: Name beschreibt Daten, meist Substantiv Innerhalb der Klasse eindeutig Operationen: Name drückt aus, was die Operation tut, enthält daher meist ein Verb Innerhalb der Klasse eindeutig

23 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 0423 Zusammenfassung Ein Objekt besitzt Attribute, einen Zustand (repräsentiert durch Attributwerte) und ein Verhalten (beschrieben durch seine Operationen). Es hat eine eindeutige Identität. Eine Klasse beschreibt Objekte mit gleichartiger Struktur und Verhalten. Sie definiert deren Attribute, Operationen und Beziehungen. Die Verantwortung für die Objektverwaltung liegt in der Systemanalyse ebenfalls bei der Klasse. Attribute beschreiben die Daten eines Objekts. Spezielle Attribute sind Klassenattribute und abgeleitete Attribute. Operations beschreiben die Tätigkeiten, die ein Objekt ausführen kann.

24 Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 0424 Übungsfragen Was ist ein Objekt? Wie wird es in der UML dargestellt? Was versteht man unter Kapselung? Was besagt das Geheimnisprinzip? Erläutern Sie Gleichheit und Identität von Objekten Was ist eine Klasse? Erläutern Sie Verhalten und Schnittstelle einer Klasse. Was ist ein Objektattribut? Was ist ein Klassenattribut? Was ist ein abgeleitetes Attribut? Was ist eine Operation? Was ist eine Konstruktor-Operation? Welche Arten von Operationen kann man unterscheiden?


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