OOP-Begriffe Abstraktion Modellieren Klasse Objekt Attribute Methoden Reduktion der Wirklichkeit auf das Wesentliche Modellieren Die Abstraktion in einem Software-Modell beschreiben Klasse Bauplan für Objekte Objekt Konkrete Realisierung (Instanziierung) einer Klasse Attribute Eigenschaften von Objekten Methoden Fähigkeiten von Objekten Instanz ein bestimmtes Objekt Instanzvariable Attribut eines Objekts

Konzepte des OOP Im Gegensatz zum prozeduralen Programmieren Datenkapselung Vererbung Überschreiben Überladen Polymorphie Im Gegensatz zum prozeduralen Programmieren

Datenkapselung ist eines der wichtigsten Grundprinzipien des OOP. bezeichnet den kontrollierten/eingeschränkten Zugriff auf Methoden bzw. Attribute von Klassen wird in JAVA durch Zugriffsmodifizierer umgesetzt, die die Sichtbarkeit (und damit Aufrufbarkeit) für externe Klassen kontrollieren: public (öffentlich)  von außen für jeden sichtbar protected (geschützt)  nur für Unterklassen sichtbar private (privat)  nur intern (in der Klasse) sichtbar

Datenkapselung Das Ziel eines sauberen Klassendesigns ist es zu erreichen, dass Klassen bzw. Objekte nur über wenige wohl-definierte Schnittstellen mit anderen Klassen interagieren. Vom Innenleben einer Klasse soll der Verwender (Client-Klassen bzw. auch der Programmierer) möglichst wenig wissen müssen (Geheimnisprinzip). So kann Software maximal modularisiert werden  überschaubar, flexibel & erweiterbar

Regeln für Zugriffsmodifizierer: Der Zugriff auf Bestandteile einer Klasse sollte immer maximal eingeschränkt werden ("so privat wie möglich"). Instanzvariablen (d.h. Attribute) werden private deklariert. Zugriff von ausserhalb der Klasse erfolgt über getter- und setter-Methoden. Methoden werden nur dann public deklariert, wenn man wirklich von beliebigen anderen Klassen (Programmen) darauf zugreifen können muss (zeugt von schlechtem Design). Konstruktoren werden public deklariert.

Vorteile der Datenkapselung Weniger unerwünschten Interaktionen zwischen Programmteilen Erhöhte Übersichtlichkeit, da nur die öffentliche Schnittstelle einer Klasse betrachtet werden muss Erhöhte Flexibilität durch Modularität, einzelne Klassen oder Methoden können verändert oder ausgetauscht werden ohne den Rest des Programms zu beeinflussen.

Vererbung in Java Eine Unterklasse erbt alle Eigenschaften (Attribute und Methoden) einer Oberklasse. IST-Beziehung

Buntstift erweitert die Funktionalität von Stift Beispiel Vererbung + ! zeichneKreis Buntstift erweitert die Funktionalität von Stift (Spezialisierung)

Beispiel Vererbung (3) class Figurstift extends Buntstift { public Figurstift() super(); } public void zeichneQuadrat(double s) this.zeichneRechteck(s, s);

Vererbungshierarchie

Vererbungshierarchie (3) Alle Klassen erben von Object

"super" Methode der Oberklasse aufrufen: super.methodenName(); Konstruktor der Oberklasse aufrufen: super();

"this" this wird gebraucht, wenn eine Klasse einen Auftrag an sich selber schickt. public void zeichneQuadrat(double s) { this.zeichneRechteck(); }

Vorteile der Vererbung Erhöhte Übersicht in einem Klassendesign Durch die Vererbung lassen sich logische Hierarchien abbilden Weniger Quellcode nötig Code der Oberklasse wird in Unterklassen wiederverwendet Einfachere Wartung Änderungen müssen nur an einer Stelle durchgeführt werden

Vorteile der Vererbung (Beispiel) - name, adresse, telefon müssen nur einmal programmiert werden. - Ein neues Attribut alter muss nur an einer Stelle eingefügt werden.

Überschreiben wenn Methoden oder Attribute in Kind- UND Elternklasse definiert sind (die überschriebene Methode kann mit super.f() noch immer aufgerufen werden)

Vorteile des Überschreibens Im Unterschied zur Vererbung (Erweiterung der Elternklasse) kann man durch Überschreiben Teile des Verhaltens der Elternklasse verändern

Überladen mehrere Versionen einer Methode, die sich nur in Typ und/oder Anzahl der Übergabeparameter unterscheiden häufig beim Konstruktor eingesetzt die zum Aufruf passende Version wird vom Compiler automatisch erkannt

Beispiel class Figurstift { Color col; public Figurstift() { col = new Color(255, 0, 0); } public Figurstift(Color initcol) col = initcol;

Vorteile des Überladens Implementierung von optionalen Übergabeparametern (default values) Zeit- und Tipparbeitersparnis beim Gebrauch einer Klasse durch die Definition mehrerer Konstruktoren. Erhöhte Übersichtlichkeit und Flexibilität. Es ist naheliegend, Methoden, welche basierend auf unterschiedlichen Parametern zu gleichen Resultaten führen, gleich zu benennen.

Polymorphie (griechisch: Vielgestaltigkeit) beschreibt die Fähigkeit eines Bezeichners, abhängig von seiner Verwendung unterschiedliche Datentypen anzunehmen. Jedes Objekt kann auch den Typ seiner Elternklasse(n) annehmen jedes Java-Objekt hat die Grundklasse Object Objekte können in kompatible Typen gecastet werden, z.B. int i = 1; double d = (double) i;

Beispiel public class Polymorphie { double flaeche = 0; Rechteck re1 = new Rechteck( 3, 4 ); Figur re2 = new Rechteck( 5, 6 ); Kreis kr1 = new Kreis( 7 ); Figur kr2 = new Kreis( 8 ); Vector vec = new Vector(re1, re2, kr1, kr2); // Berechne die Summe der Flaechen aller Figuren: for( int i=0; i<vec.size(); i++ ) { Figur f = (Figur)(vec.get( i )); flaeche += f.getFlaeche(); //benutzt die (evtl. über- //schriebene) Methode getFlaeche der jeweiligen Unterklasse } System.out.println( "Gesamtflaeche ist: " + flaeche ); }

Vorteile von Polymorphie einheitlicher Aufruf von überschriebenen Methoden (z.B. toString()) dynamische Typumwandlung macht Vererbung erst effizient nutzbar insgesamt spart man dadurch Tipp- und Organisationsaufwand und bekommt übersichtlicheren Sourcecode