Objektorientierte Programmierung. 1. Einführung. Dresden, 10. April 2008

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1 Fakultät Informatik, Studienrichtung Lehramt Informatik Objektorientierte Programmierung 1. Einführung Dresden, 10. April 2008 Dr. Michael Unger Gymnasium Coswig Schülerrechenzentrum der TU Dresden 0351/ (SRZ)

2 Ziele und Anliegen Objektorientiert Denken Beziehungen zum Informatik-Unterricht Grundprinzipien der OOP Programmierpraxis mit Delphi und UMLed Kleines Projekt zur Kenntnis: Objektorientierte Analyse / Objektorientiertes Design (OOA/OOD) TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 2 von 18

3 Literatur / Software Coad/Yourdon: Objektorientierte Analyse; Objektorientiertes Design um 1990 ( Entstehung der OOA/OOD) Bertrand Meyer: Objektorientierte Softwareentwicklung; Hanser-Verlag 1990 (Standardwerk zu OOA/OOD; bezieht sich auf Progr.-Sprache EIFFEL) Hans-Georg Schumann: Delphi für Kids; bhv-verlag; 2005 (Einstieg Delphi, Einstieg OOP mit Delphi, enthält Delphi 7 PE) Bernhard Lahres, Gregor Raýman: Praxisbuch Objektorientierung (www.galileocomputing.de/openbook/oo/) Siegfried Spolwig (Oberstufenzentrum Handel Berlin): Unterrichtsmaterial (oszhdl.be.schule.de/gymnasium/faecher/informatik/oop) Georg Kubitz (Hannah-Arendt-Gymnasium, Lengerich): UML-Editor für Delphi (www.kubitz-online.de/umled) TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 3 von 18

4 Etwas zur Geschichte 80 Jahre Anfang der OO-Softwareentwicklung mit Smalltalk-80, (Palo Alto Research Center (PARC)der Firma Xerox) Beginn der 90er Jahre Entwicklung von OOA und OOD (Coad,Yourdon) spezielle OO-Sprachen: EIFFEL (B. Meyer) C++ als OO Erweiterung zu C bis heute Java C#, Python, Object-Pascal Viele Sprachen mit OO Zusätzen TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 4 von 18

5 1. Bestandsaufnahme Objektbegriff ist bekannt aus täglichem Leben Auto Buch Mensch (ethisch bedenklich!) Informatik KOAM in Anwendungssoftware beim Programmieren TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 5 von 18

6 Objekte und einige Attribute Auto Art Hubraum Anzahl der Sitzplätze Zeichen (in TV) Schriftart Schriftgrad Schriftfarbe Buch Titel Autor Seitenzahl Preis Button (in Delphi) Caption Width Font TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 6 von 18

7 Attribut und Attributwert Mein_Auto Art=PKW Hubraum=1600 cm³ Anzahl der Sitzplätze=5 Button1 (in Delphi) Caption= Drück mich Width=75 Font=... Andere Schreibweise Mein_Auto.Art=PKW Mein_Auto.Hubraum=1600 Andere Schreibweise Button1.Caption:= Drück mich Button1.Width:=75 TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 7 von 18

8 Objekte haben auch Methoden Auto beschleunigen lenken (oder macht das der Fahrer?) Buch??? Zeichen (in TV) Schriftart ändern Schriftgrad ändern Schriftfarbe ändern Button (in Delphi) OnClick OnKeyUp (sind das wirklich Methoden des Buttons?) TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 8 von 18

9 Objekte sind relativ abgeschlossene Elemente eines Problembereichs, die durch Attribute (genauer: Attributwerte) und Methoden beschrieben werden können. 1. Grundprinzip der OOP: Kapselung Nur wenige Komponenten eines Objektes sind öffentlich (also von außen zugänglich), alle anderen sind privat. Im strengen Sinne bedeutet Kapselung, dass nur einige Methoden öffentlich sind, Attribute sind immer privat. TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 9 von 18

10 Beschreibung von Abläufen I Paradigma: hier verwendet im Sinne von Denkweise oder Betrachtungsweise bekannte Programmierparadigmen: imperativ funktional logisch objektorientiert?? Nicht: Mit welcher Programmiersprache wurde ein Problem umgesetzt? Sondern: Wie kann man das Problem am besten beschreiben? Meistens sind verschiedene Betrachtungsweisen möglich. TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 10 von 18

11 Beschreibung von Abläufen II Beispiel für eine objektorientierte Beschreibung Ersetzen eines Wortes in MS-Word beteiligte Objekte: Die Menüzeile Das Menü Bearbeiten Der Dialog Suchen und Ersetzen Der Text Der eigentliche Ersetzen-Algorithmus Der Nutzer TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 11 von 18

12 Botschaften Im objektorientierten Sinn besteht ein Programm aus vielen Objekten, die sich gegenseitig Botschaften senden. Einige Botschaften kommen auch von außen (in Delphi: Ereignisse). Ein Objekt reagiert auf eine Botschaft, indem es die zugehörige Methode ausführt und darin auf eigene Attribute zugreift (lesend oder schreibend) weitere eigene Methoden aufruft Botschaften an andere Objekte schickt Aufbau einer Botschaft: Adressat.Botschaftsname(Parameter) Beispiel: Kreis1.Verschiebe(100,100) TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 12 von 18

13 Klassen Es gibt viele Autos, Bücher, Zeichen, Buttons,... Alle haben jeweils die gleiche Beschreibung (Bauplan). Dieser Bauplan heißt Klasse. Eine Klasse beschreibt die Struktur und das Verhalten von gleichartigen Objekten. Jedes Objekt ist die Instanz einer Klasse. Alle Instanzen einer Klasse haben die gleichen Methoden und Attribute. Sie unterscheiden sich (höchstens) in ihren Attributwerten. TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 13 von 18

14 OOP und Softwaretechnologie Softwareentwicklung: Problem direkte Lösung Lösung??? Modell Ergebnis Interpretieren Modell starten TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 14 von 18

15 OOP und Softwaretechnologie Was sind die??? Softwareentwicklung: umfangreicher Prozess Analyse Design Programm OOA(nalyse): Bestimmen von Objekten und Klassen aus der Realität des Anwendungsbereichs OOD(esign): Ergänzen der Strukturen aufgrund technischer Erfordernisse OOP(rogrammierung): Umsetzen in Programmiersprache und Anpassen an Sprachspezifika Vorteile werden erst bei großen Projekten deutlich (Bei uns also nicht!) TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 15 von 18

16 UML: Unified Modeling Language Sprache für die Modellierung von Softwaresystemen Definiert Grundlegende Begriffe und Beziehungen Legt grafische Notationen fest für statische Strukturen dynamische Abläufe Beziehungen zwischen Strukturen 13 Diagrammarten (Spracheinheiten) TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 16 von 18

17 Klassendiagramme in UML allgemein Beispiel TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 17 von 18

18 Deklaration von Klassen und Objekten type TPunkt = class protected //Attribute f : integer; x : integer; y : integer; public //Methoden constructor init (xinit: integer; yinit: integer; finit: integer); procedure SetzeF (pf: integer); virtual; procedure SetzeX (px: integer); virtual; procedure SetzeY (py: integer); virtual; procedure Verschiebe (xm: integer; ym: integer); virtual; procedure Zeige; virtual; function GibF : integer; virtual; function GibX : integer; virtual; function GibY : integer; virtual; end; TU Dresden, 10. April 2008 Vorlesung OOP Folie 18 von 18

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