Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 1 4. Methodenentwurf Gliederung: 1. Einführung 2. Objektdiagramme zur Analyse von Beispielen 3. Klassendiagramme in Java implementieren 4. Methodenentwurf 5. Test-First Prinzip 6. Story Driven Modeling 7. Zusammenfassung

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 2 StudyRight with Assignments

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 3 StudyRight with Assignments: Example

Modellierung Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 4

5 Herausforderungen: m allgemein(gültig)es Verhalten m Perspektivwechsel m Modellwahl m Lokalisierung / Zuschnitt der Funktionalitäten m Algorithmus konstruieren

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 6 Perspektivwechsel doAssignments() :

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 7 Perspektivwechsel doAssignments() : Student motivation = credits = done = points = in =

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 8 Perspektivwechsel : Room topic = credits = duties = students = doAssignments() : Student motivation = credits = done = points = in =

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 9 Perspektivwechsel : Room topic = credits = duties = students = a1 : Assingment topic = "integrals" points= 5 a2 : Assingment topic = "functions" points= 5 a3 : Assingment topic = "FFT" points= 10 doAssignments() : Student motivation = credits = done = points = in =

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 10 Perspektivwechsel : Room topic = credits = duties = students = : Assignment topic = points = a2 : Assingment topic = "functions" points= 5 a3 : Assingment topic = "FFT" points= 10 doAssignments() : Student motivation = credits = done = points = in =

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 11 Perspektivwechsel : Room topic = credits = duties = students = : Assignment topic = points = 5 a2 : Assingment topic = "functions" points= 5 a3 : Assingment topic = "FFT" points= 10 doAssignments() : Student motivation = credits = done = points = in =

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 12 Perspektivwechsel : Room topic = credits = duties = students = : Assignment topic = points = 5 a2 : Assingment topic = "functions" points= 5 a3 : Assingment topic = "FFT" points= 10 doAssignments() : Student motivation = 214 credits = done = points = 0 in =

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 13 Perspektivwechsel : Room topic = credits = duties = students = : Assignment topic = points = 5 a2 : Assingment topic = "functions" points= 5 a3 : Assingment topic = "FFT" points= 10 doAssignments() : Student motivation = 209 credits = done = points = 5 in =

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 14 Perspektivwechsel : Room topic = credits = duties = students = : Assignment topic = points = 5 a2 : Assingment topic = "functions" points= 5 a3 : Assingment topic = "FFT" points= 10 doAssignments() : Student motivation = 209 credits = done = points = 5 in =

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 15 Perspektivwechsel : Room topic = credits = 17 duties = students = : Assignment topic = points = 5 a2 : Assingment topic = "functions" points= 5 a3 : Assingment topic = "FFT" points= 10 doAssignments() : Student motivation = 209 credits = done = points = 5 in =

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 16 Perspektivwechsel : Room topic = credits = 17 duties = students = : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points = a3 : Assingment topic = "FFT" points= 10 doAssignments() : Student motivation = 209 credits = done = points = 5 in =

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 17 Perspektivwechsel : Room topic = credits = 17 duties = students = : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points = 5 a3 : Assingment topic = "FFT" points= 10 doAssignments() : Student motivation = 209 credits = done = points = 5 in =

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 18 Perspektivwechsel : Room topic = credits = 17 duties = students = : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points = 5 a3 : Assingment topic = "FFT" points= 10 doAssignments() : Student motivation = 204 credits = done = points = 10 in =

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 19 Perspektivwechsel : Room topic = credits = 17 duties = students = : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points = 5 a3 : Assingment topic = "FFT" points= 10 doAssignments() : Student motivation = 204 credits = done = points = 10 in =

doAssignments() : Student motivation = 204 credits = done = points = 10 in = Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 20 Perspektivwechsel : Room topic = credits = 17 duties = students = : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points =

doAssignments() : Student motivation = 204 credits = done = points = 10 in = Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 21 Perspektivwechsel : Room topic = credits = 17 duties = students = : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points = 10

doAssignments() : Student motivation = 194 credits = done = points = 20 in = Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 22 Perspektivwechsel : Room topic = credits = 17 duties = students = : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points = 10

doAssignments() : Student motivation = 194 credits = done = points = 20 in = Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 23 Perspektivwechsel : Room topic = credits = 17 duties = students = : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points = 10

doAssignments() : Student motivation = 194 credits = done = points = 20 in = Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 24 Perspektivwechsel : Room topic = credits = 17 duties = students = : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points = 10

doAssignments() : Student motivation = 194 credits = 17 done = points = 0 in = Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 25 Perspektivwechsel : Room topic = credits = 17 duties = students = : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points = 5 : Assignment topic = points = 10

Objektspielprotokoll wird Algorithmusentwurf: 1. go to room 2. get first / next assignment 3. get points 4. add to student's points, reduce motivation 5. not enough points for credits of current topic? 6. yes: goto 2 7. no: turn in points. Get credits. Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 26

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 27 Alleine: Objektspiel mit Fog of oblivion r1 : Room topic = "math" credits = 17 a3 : Assignment topic = "integrals" points = 5 a4 : Assignment topic = "functions" points = 5 a5 : Assignment topic = "FFT" points = 10 s2 : Student motivation = 214 credits = 0 points = 0 duties in

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Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 29 Methodenentwurf: 1. Szenario auf Anwendungsebene formulieren 2. Szenario in Objektdiagrammen / Story Boards modellieren 3. Funktionsumfang zuschneiden / Funktion lokalisieren 4. Test programmieren 5. "Dreisprung": 1. generellen Kontrollfluss auf Anwendungsebene skizzieren 2. generelles Verhalten auf Objektebene skizzieren 3. allgemeines Verhalten programmieren 6. programmiertes Verhalten am Ausgangsbeispiel testen 7. programmiertes Verhalten an alternativen Beispielen testen

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel generellen Kontrollfluss auf Anwendungsebene skizzieren

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2. generelles Verhalten auf Objektebene skizzieren 1. go to room 2. get first / next assignment 3. get points 4. add to students point, reduce motivation 5. not enough points for credits of current topic? 6. yes: goto 2 7. no: turn in points. Get credits. Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 32

allgemeines Verhalten programmieren class Student { public void doAssignment() { Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 33

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Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 35 Top Down / Bottom Up / Jojo / Iterativ m Top Down: l erst komplexe Methoden entwerfen l dabei Hilfsmethoden erfinden l dann Hilfsmethoden mit Hilfshilfsmethoden bauen usw. m Bottom Up l Erst Hilfshilfsmethoden bauen l dann damit Hilfsmethoden bauen l dann damit die komplexen

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 36 Top Down / Bottom Up/ Jojo / Iterativ m Jojo l ein bischen von oben ein bischen von unten m Iterativ l irgendwo anfangen l möglichst früh ausführbare Teile bauen l möglichst früh einzelne komplexe Methoden bauen l möglichst früh testen und praktisch einsetzen

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel Test-First Prinzip Gliederung: 1. Einführung 2. Objektdiagramme zur Analyse von Beispielen 3. Klassendiagramme in Java implementieren 4. Methodenentwurf 5. Test-First Prinzip 6. Story Driven Modeling 7. Zusammenfassung

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel Test-First Prinzip Test First aus dem eXtreme Programming: 1. als erstes Test bauen 2. Methode realisieren bis Test läuft 3. noch ein Test zu der Methode 4. Methode verfeinern bis Test läuft 5. wenn noch ein Szenario vorstellbar gehe zu sonst fertig

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel Test-First Prinzip Warum Test-First: m effizienteres Debuggen l reproduzierbare Programmläufe l schnelle Testwiederholung ohne manuelle Eingaben m Design for Test: l bei nachträgliches Testen fehlen oft wichtige Zugriffe auf Interna l dadurch schwerer l und am Ende fehlt immer die Zeit zum Testen m Stabilität für iteratives Vorgehen l fertige Funktionalität geht nicht wieder verloren l Sicherheit bei Änderungen / Erweiterungen l Wartungsfehler werden sofort entdeckt

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel Test-First Prinzip Warum Test-First: m iteratives Vorgehen führt meist zu robuster Kernfunktionalität m frühe Kundendemo / -nutzung von Teilfunktionalität aber m neue Funktionalität erfordert oft Änderung an alten Methoden m dadurch oft Fehler in Teilen die schon mal funktioniert haben Gegenmaßnahme m umfangreiche, gezielte, vollautomatische Tests für die einzelnen Funktionalitäten Effekt m hohe Sicherheit bei Änderungen

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 41 JUnit Tests m JUnit Rahmenwerk für flexible automatische Tests m Stand-alone GUI oder in IDE integriert m alle Tests, Testgruppen oder einzelne Tests ausführbar m Testprotokolle m Kombination mit Coverage Tool interessant (später)

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 42 Aufbau eines JUnit Tests für OO Programm: 1. Objektstruktur bauen 2. Zielfunktionalität / -methode aufrufen 3. Ergebnis prüfen 4. nächste Methode aufrufen 5. Ergebnis prüfen 6. usw.

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 43 Beispielabläufe mit Objektdiagrammen

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Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 45 Grafische Tests mit Fujaba Story Boards Story Board Notation: m Folge von Activities m Start Activity erzeugt Objekte m Methodenaufrufe m «system step» l Kommentare m «actor step» l vergleicht Ist/Soll l stößt neue Schritte an Code Generierung: m JUnit Test m Startobjekte erzeugen m Startobjekte merken m Aufrufe m Situation vergleichen

Programmiermethodik SS2007 © 2007 Albert Zündorf, University of Kassel 46 Grafische Tests mit Fujaba Story Boards class Scencario1Test { public Person prinz; public Raum r; public Tuer t1; public void scenario1 () { prinz = new Person (); r = new Raum (); prinz.setIn (r); t1 = new Tuer (); r.tueren.add (t1); … prinz.sammle…(); assertEquals (prinz.getIn (), r); assertTrue(r.tueren.contains(t1)); invent = prinz.hat; assertTrue(invent.enthaelt.contains(g1)) ; …