Objektorientierter Entwurf Statische Konzepte im OOD: Polymorphismus Generalisierung Pakete Dynamische Konzepte im OOD: Aktivität

Polymorphismus gehört zu den wesentlichen Grundpfeilern der Objektorientierung Grundsätzlich gilt: Polymorphismus ermöglicht den gleichen Namen für gleichartige Operationen zu verwenden, die mit Objekten unterschiedlicher Klassen auszuführen sind. So wird erreicht, das dieselbe Botschaft an Objekte unterschiedlicher Klassen gesendet werden kann, die darauf auf ihre Weise unterschiedlich reagieren.

Polymorphismus spätes Binden: Operation wird erst zur Ausführungszeit an ein bestimmtes Objekt gebunden C++  explizites Deklarieren (virtual) Java  automatisch polymorph Grafikobjekt mittelpunkt istSichtbar + zeichnen( ) Kreis Rechteck laenge breite - radius + zeichnen( ) + zeichnen( )

Ziel: Polymorphismus anwenden Übung 1 Ziel: Polymorphismus anwenden Erstellen Sie für folgende Problemstellung ein Klassendiagramm unter Verwendung des Konzepts Polymorphismus: Literaturstellen (Bücher und Artikel aus Zeitschriften) sind nach Autoren sortiert in einer gemeinsamen Liste abzulegen. Für jedes Buch sind der Autor, Titel, Ort und Erscheinungsjahr zu speichern, für jeden Artikel Autor, Titel, Zeitschriftentitel, Ausgabennummer und Seitenangaben. Folgende Funktionalität soll realisiert werden: Jede Literaturstelle ist zu erfassen und nach Autoren sortiert in der Liste zu speichern. Alle Literaturstellen sollen nach Autoren sortiert ausgegeben werden.

Generalisierung Oberklassen als abstrakte Klassen modellieren gemeinsame Eigenschaften und Operationen für die Unterklassen festlegen Einfach- oder Mehrfachvererbung? Einfachvererbung --> Struktur, in der jede Klasse (außer der Wurzel) genau eine Oberklasse besitzt. Baumstruktur

Generalisierung Mehrfachvererbung --> Struktur, in der jede Klasse (außer der Wurzel) mehrere Oberklasse besitzen kann. Problem dabei: Namenskonflikte: Klasse kann von ihren unterschiedlichen Oberklassen Attribute und Operationen erben, die namensgleich, aber unterschiedlichen Inhalts sind. Spaghetti Vererbung  unverständliche Strukturen in C++ möglich, in Java durch Schnittstellen nachbildbar

Generalisierung Generalisierungsmenge Partitionierung der Unterklassen bezüglich eines bestimmten Aspekts

Generalisierung Generalisierungseigenschaften complete: Partition enthält alle denkbaren Unterklassen incomplete: Partition enthält nur eine Teilmenge der möglichen Unterklassen disjoint: kein Exemplar einer Unterklasse ist gleichzeitig Exemplar einer anderen Unterklasse overlapping: Exemplare, die zu mehr als einer Unterklasse gehören können, sind möglich

Generalisierung Überschreiben (Overriding, redefinition): Neuimplementierung einer Operation innerhalb einer Unterklasse unter gleichem Namen wie in der Oberklasse void Kreis::vergroessern(int faktor) { faktorA=faktor; ... } void Rechteck:: vergroessern(int faktor) {faktorA=faktor/2; ... Grafikobjekt mittelpunkt istSichtbar + vergroesssern( faktor:int) Kreis Rechteck laenge breite - radius + vergroessern(faktor:int) + vergroessern(faktor:int)

Generalisierung Überladen Verwendung desselben Operationsnamens innerhalb einer Klasse mit unterschiedlichen Parametern

Generalisierung Überblick

Pakete Paket Paket1 Paket2 - Zusammenfassen von Klassen zu Gruppen - Verschiedene Abstraktionsebenen darstellbar durch Schachtelung von Paketen - Sictbarkeiten: + public: für alle Pakete sichtbar, die das betreffende Paket importieren (Zugriff ohne qualifizierenden Namen) - private: Sichtbarkeit und Zugriff nur im betreffenden Paket Auf public-Elemente kann außerhalb des Pakets immer über einen qualifizierenden Namen zugegriffen werden (z.B. Paket::Klasse) Paket Paket1 Paket2

Pakete Import-Beziehung zwischen Paketen oder Elementen von Paketen und Paketen: <<import>>:; public-Import: Die Sichtbarkeiten bleiben im importierenden Paket unverändert erhalten - <<access>>: private-Import-Beziehung: Sichtbarkeiten der Kategorie „public“ werden im importierenden Paket privat.

Pakete Paket-Merge: Elemente gleichen Namens können aus mehreren Paketen „gemischt“ werden Elemente des Zielpakets werden in das Quellpaket kopiert Einfacher Merge: Es gilt: 1.Enthält das Zielpaket Z eine Klasse K und das Quellpaket keine Klasse K, dann wird die Klasse K in Q eingefügt. 2.Enthält Z eine Klasse K dann wird die Klasse Z::K in Q eingefügt, die Oberklasse von K ist.

Pakete Beispiel: Komplexes Paketmerge

Pakete Notation Paket: Überblick

Übung 2 Ziel: Paketdiagramm mit Beziehungen erstellen 1) Erstellen Sie ein Paketdiagramm mit den Paketen PAK1 und PAK2, die folgende Elemente enthalten: PAK1 enthält die Klassen +K10, +K11, -K12; PAK2 enthält die Klassen +K20, +K21, -K22, -K23, +K24 Ein weiteres Paket PAK3 soll zu PAK1 eine Importbeziehung besitzen, zu PAK2 eine access-Beziehung. Das Paket PAK4 enthält eine access-Beziehung zu PAK3. 2) Auf welche Klassen aus PAK1 und PAK2 kann ohne qualifizierenden Namen zugegriffen werden? Welche Sichtbarkeiten besitzen diese Klassen in den entsprechenden Paketen PAK3 und PAK4?

Dynamische Konzepte im Entwurf: Aktivität - Eine Aktivität beschreibt die Ausführung von Verarbeitungsschritten und besteht aus mehreren Aktionen - Aktion kann sein: + Aufruf einer Operation, Senden eines Signals + Objektbezogene Aktion + Berechnungen + Ausnahmebehandlung + Empfang von Signalen oder Botschaft - Aktivitätsdiagramm im Entwurf: Beschreibung komplexer Operationen

Aktivität Benennung von Aktionen im Entwurf

Aktivität Konnektoren

Aktivität Exeption Handler = Notationselement das verwendet werden kann um alternative Aktionen im Falle von Fehlerauftreten darzustellen

Aktivität Strukturierter Knoten (structured activity node) Gruppierung von Knoten und Kanten einer Aktivität:

Aktivität Mengenverarbeitung  parallel, stream

Aktivität Entscheidungsknoten, Schleifenknoten

Beispiel

Aktivität Aktivitätsdiagramm: Übersicht der Notationselemente

Übung 3 Ziel: Operation durch ein Aktivitätsdiagramm darstellen Erstellen Sie ein Aktivitätsdiagramm mit Entscheidungs- und Schleifenknoten, das folgendem Pseudocode entspricht: summe=0; lese betrag; anzahl=1; while(betrag>0) { summe=summe+betrag; lese neuen betrag; anzahl=anzahl+1; } gebe summe aus; gebe anzahl der summierten beträge aus;