OOP-Begriffe

1. OOP-Begriffe • Abstraktion 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

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

3. 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 • private (privat) nur intern (in der Klasse) sichtbar

4. Datenkapselung • Das Ziel eines sauberen Klassendesigns ist es zu erreichen, dass Klassen bzw. Objekte nur über wenige, wohl-definierte Schnittstellen (= öffentliche Methoden) 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

5. 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. • so kann man zwischen Lese- und Schreibrechten unterscheiden • Konstruktorenwerden public deklariert.

6. Vorteile der Datenkapselung • Weniger unerwünschten Interaktionen zwischen Programmteilen • Erhöhte Übersichtlichkeit, da oft 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.

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

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

9. Beispiel Vererbung (3) classFigurstiftextends Buntstift { publicFigurstift() { super(); //Konstruktor der Elternklasse benutzen } publicvoidzeichneQuadrat(double s) { zeichneRechteck(s, s); //muss auch in Figurstift sein } }

10. Vererbungshierarchie • Wenn man dieselbe Methode in verschiedene Klassen kopiert, ergeben sich Probleme – spätestens wenn man die multiplen Kopien ändern will • Meist hätte man das besser mit Vererbung gelöst, also nur eine Version der Methode in einer gemeinsamen Elternklasse.

12. Vererbungshierarchie (3) Alle Klassen erben von Object

13. "super" • Methode der Oberklasse aufrufen: super.methodenName(); Normalerweise werden Methoden in Oberklassen automatisch gefunden. super braucht man nur, wenn dieselbe Methode in der eigenen Klasse (this) auch existiert (also überschrieben wurde), man aber diejenige der Oberklasse aufrufen will • Konstruktor der Oberklasse aufrufen: super(); Da es in allen Klassen immer einen Konstruktor gibt (er also immer überschrieben ist), benötigt man das super() oft, um denn Konstruktor der Oberklasse aufzurufen

14. "this" • this wird gebraucht, wenn eine Instanz einen Auftrag an sich selber schickt (kann man meist weg lassen), oder wenn die Instanz sich selbst als Parameter übergeben will onMousePressed(this);

15. 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

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

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

18. Vorteile des Überschreibens • Im Unterschied zur Vererbung (Erweiterung der Elternklasse) kann man durch Überschreiben Teile des Verhaltens der Elternklasse verändern • Ein Beispiel ist die Methode toString(), die bereits in der grundlegendsten aller Java-Klassen (Object) definiert ist, dann aber in fast allen Unterklassen erneut definiert wird • um einen String zu erzeugen, der das Wichtigste über diese Instanz in druckbarer Form angibt

19. 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

20. Beispiel classFigurstift { Color col; publicFigurstift() { col = new Color(255, 0, 0); //default-Wert für col } publicFigurstift(Color initcol) { col = initcol; //bei Erschaffung übergebener Wert //für col, z.B. newFigurstift(new Color(, , 0)) } }

21. Vorteile des Überladens • Implementierung von optionalen Übergabeparametern (defaultvalues) • Zeit- und Tipparbeitersparnis beim Gebrauch einer Klasse durch die Definition mehrerer Konstruktoren. • Setzen von Attributen beim Erschaffen der Instanz

22. 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;

23. 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 ); } }

24. 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