Letztes Mal. static int ggt(int a, int b) { if (a == b) return a; else if (a > b) return ggt(a-b,b); else if (a < b) return ggt(a,b-a);

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1 Letztes Mal static int ggt(int a, int b) { if (a == b) return a; else if (a > b) } return ggt(a-b,b); else if (a < b) return ggt(a,b-a); Darf hier nicht stehen! Compiler sagt: Missing return statement Alle syntaktisch möglichen Ausgänge brauchen ein return 338

2 Letztes Mal int i = 3.5; Keine Warnung, sondern ein Fehler: Possible loss of precision found: double required: int 339

3 Kapitel 2: Grundlagen der Objektorientierung 2.1 Klassen und Objekte 340

4 In diesem Kapitel Was ist Objektorientierung? Was versteht man unter objektorientierter Programmierung? Was versteht man unter Objekten und Klassen? Betrachtung von OO als Mittel zur Programmstrukturierung und seine Nützlichkeit für die Wiederverwendung von Software 341

5 Motivation Wir wollen die Daten der Studierenden dieser Vorlesung verwalten Daten: Name, Adresse, Matrikelnummer, Semesterzahl, Fach, Note in GP1 Wir wollen die Daten auch ändern können: Fach wechseln, Adresse ändern, Note eintragen, 342

6 Was bräuchten wir? Schön wäre: Speicherung von Name, Adresse, Note, in einer zusammenhängenden Struktur Operationen auf der Struktur (Änderung des Faches, etc.) zusammen mit Struktur festlegen Einmal definieren, wie die Struktur und die Operationen aussehen, dann viele Kopien (eine pro Student) erzeugen dafür Klassen und Objekte in Java 343

7 Klassen und Objekte Eine Klasse definiert gleichartige Objekte mit ihren Datenelementen (Variable, fields) und Operationen (Methoden, methods) in einer geschlossenen Programmstruktur. Objekte sind konkrete Ausprägungen (Instanzen) einer Klassenbeschreibung. <Daten> Auto <Operationen> volvov40 : Auto länge=3245cm breite=1589cm hatautomatik=ja P, N, D, R 344

8 Klassen und Objekte Klassen repräsentieren Einheiten/Gebilde der zu modellierenden Domäne. Daten und Operationen beschreiben Eigenschaften dieser Einheiten. Objekte sind die tatsächlich auftretenden Instanzen dieser Einheiten. 345

9 Beispiel 1: Sie wollen ein Grafikprogramm entwerfen, das es einem Benutzer erlaubt, einfache geometrische Figuren zu zeichnen. (Mögliche) Klassen: Linie, Punkt, Kreis, Dreieck, Quadrat, Linie hat Länge, Anfangspunkt, Ausrichtung, Farbe, Dicke, (Daten) Linie kann Farbe ändern, verschoben werden, gedreht werden, (Operationen) Konkrete Linie (Objekt) z.b. 346

10 Beispiel 2: Sie wollen die Software für die Kontenverwaltung einer Bank schreiben. (Mögliche) Einheiten: Kunde, Konto, Bank, Kunde hat Name, Adresse, Geburtsdatum, Konten, (Daten) Kunde kann umziehen, heiraten, Konto eröffnen, (Operationen) Konkreter Kunde: Markus Müller, wohnhaft Paderborn, geb , 347

11 Beispiel 3: Unsere Studentenverwaltung. (Mögliche) Einheiten: Student, aber auch Kurs, Universität, Student hat Name, Adresse, , Note, (Daten) Student kann umziehen, Klausur bestehen, (Operationen) Konkrete Studentin: Antonia Musterfrau, 348

12 Ein Beispiel genauer: Kreis Idee 1: Welche Datenelemente braucht man, um einen Kreis zu speichern? Eine Variante: Die Koordinaten des Mittelpunktes (x, y) und den Radius (radius). int x, y; double radius; 349

13 Umsetzung in Java Definition einer Klasse Circle mit den Objektvariablen x, y und radius: class Circle { int x, y; double radius; } Achtung: außerhalb von main! 350

14 Weiterhin Idee 2: Welche Operationen kann der Kreis durchführen? Naheliegend: Er kann seine Position verändern, er kann seinen Radius ändern move, grow void move (int dx, int dy) // Verschieben um dx, dy void grow (double dr) // Vergrößern um dr 351

15 und Nicht ganz naheliegend: Er kann einem von außen Anfragenden seine x- Position mitteilen, analog y-position, analog Radius getx, gety, getradius int getx () int gety () double getradius () getter 352

16 Und schließlich Man kann einen neuen Kreis erzeugen und dabei bestimmende Daten übergeben Konstruktor Circle(int ix, int iy, double ir); 353

17 Zusammenfassend Klassenname Circle Variablen Methoden Konstruktormethode x y radius int getx() int gety() double getradius() void move(int,int) void grow(double) Circle(int,int,double) 354

18 3 Objekte der Klasse :Circle x = 0 y = 0 radius = 1.5 :Circle x = 1 y = 2 radius = 0.5 :Circle x = 4 y = 5 radius = (Objektdiagramm) 355

19 Umsetzung in Java Definition von Objektvariablen und Objektmethoden der Klasse Circle, einschl. einem Konstruktor class Circle { Definition von Objektvariablen int x, y; double radius; int getx () { return x; } int gety () { return y; } double getradius () { return radius; } Benutzung von Objektvariablen } void grow (double dr) { radius += dr; } void move (int dx, int dy) { x += dx; y += dy; } Circle (int ix, int iy, double ir) { x = ix; y = iy; radius = ir; } Kein static! 356

20 Objektmethoden Objektmethoden werden wie Funktionen bzw. Prozeduren definiert. Dabei fällt das Schlüsselwort static aber weg (static = Klassenmethoden, später genauer) void grow (double dr) { radius += dr; } int getx () { return x; } Prozedur: liefert keinen Wert zurück Funktion: liefert ein int- Wert zurück 357

21 Objekte einer Klasse bilden Objekte einer Klasse werden durch die new- Operation gebildet: new Circle (0, 0, 1.0); new-operation führt zum Aufruf einer Konstruktormethode. Die Parameter legen initiale Eigenschaften des Objektes fest.... zum Reservieren von Speicher für ein Objekt; ein Verweis auf den Speicherort ist eine Objektreferenz (Identität des Objektes). 358

22 Objekterzeugung new Circle (0, 0, 1.0); :Circle Objektreferenz x = 0; y = 0; radius = 1.0; Circle (int ix, int iy, double ir) { x = ix; y = iy; radius = ir; } 359

23 Referenzen schon mal gesehen Array-Erzeugung int[] arr = new int[5]; arr[0] = 1; arr[1] = 4; arr Arrays sind Objekte! Objektdiagramm 360

24 Klassen -- Typen Eine Klassendefinition legt einen neuen Typ fest. Typ: Circle int, double, boolean sind primitive Typen, Circle ist ein Referenztyp. Damit ist Circle überall dort einsetzbar, wo Typen stehen dürfen. 361

25 Klassennamen als Typen Als Typ von Variablen, die Objekte der Klasse referenzieren: Circle c; Als Typ von Parametern in Funktionen / Prozeduren: void zeichne(circle c) { } Als Ergebnistyp von Funktionen: Circle erzeugekreis(int x, int y, double r) { } 362

26 Zuweisung von Objektreferenzen Objektreferenzen können Variablen passenden Typs zugewiesen werden: Circle c; Deklaration einer Variable c vom Typ Circle c = new Circle (0, 0, 1.0); Alle Objekte sind verschieden, d.h. sie haben verschiedene Objektreferenzen. Das gilt auch, falls die Werte ihrer Objektvariablen gleich sind! 363

27 Beispiel Objekterzeugung Circle a, b; Circle c = new Circle(0, 0, 1.0);... a = new Circle(3, 6, 22.9); b = a; a b :Circle x = 3; y = 6; radius=22.9; :Circle c (Objektdiagramm) x = 0; y = 0; radius=1.0; 364

28 Objekterzeugung II Circle a,b,c; a = new Circle(0,0,1.0); b = new Circle(0,0,1.0); c = b; Danach gilt a!= b c == b 365

29 Zugriff auf Objektvariablen Die Objektvariablen und die Objektmethoden eines bestimmten Objekts sind von außen durch die Punkt-Notation ( dot notation ) zugreifbar (falls es nicht ausdrücklich verboten wurde): Circle a = new Circle(3, 6, 22.9); int x = a.x * 3; a.radius = 55.0; 366

30 Zugriff auf Objektvariablen II Zugriff auf Objektvariablen in Objektmethoden: Objektvariablen (von Objekten der Klasse) direkt ansprechbar; Das Objekt, von dem wir hier die Objektvariablen benutzen, ist klar: es ist das Objekt, für das die Methode aufgerufen wurde! void move (int dx, int dy) { x += dx; y += dy; } Circle c = new Circle(0,0,4.0); c.move(3,7); Ausführung von c.move ändert Objektvariablen von c, also c.x und c.y 367

31 Gültigkeitsbereiche Lokale Variablen gelten innerhalb des Blocks, in dem sie definiert sind Objektvariablen überall innerhalb der Klasse (also in jeder Objektmethode und in Konstruktoren benutzbar; aber nicht in Klassenmethoden, später genau) Ort der Definition daher irrelevant (Konvention: Objektvariablen werden am Anfang der Klasse definiert) 368

32 Modifizierer Der Zugriff von außen auf Objektvariable kann durch den Modifizierer private verboten werden. Schärfstens empfohlen für Objektvariablen und für nur intern notwendige Objektmethoden, hier also Privat x,y,radius Geheimnis der Klasse Öffentlich getx, gety, getradius move, grow, Konstruktor Schnittstelle der Klasse Zugriff erlaubt: Modifizierer public 369

33 Daumenregel Klassen machen typischerweise nur Methoden und ggf. wichtige Konstanten öffentlich Math.sqrt() - die Quadratwurzel einer double-zahl Math.PI - die Kreiszahl Pi 370

34 Aufruf einer Objektmethode Für ein Objekt a der Klasse kann eine Objektmethode f dieser Klasse mit a.f( ) aufgerufen werden. (Aufforderung an Objekt a: mache f!) Objektmethoden nie ohne Objekt aufrufbar! Wenn die Methode ein Ergebnis zurückliefert (also nicht als void deklariert ist), kann a.f( ) auch in einem Ausdruck vorkommen: double x = a.getradius() + 4; 371

35 Und nu? Was haben wir nun davon? Zusammenhängende Definition von Daten und Operationen Wiederverwendung (viele Objekte einer Klasse erzeugbar) Jetzt: benutzen! 372

36 Beispiel Erweitern die Klasse Circle um eine Objektmethode (damit man was sieht): void printc() { System.out.println("Ich bin ein Kreis an Position (" + x + "," + y + ") mit Radius " + getradius()); } // Ausgabe aller Daten 373

37 Beispiel fortgesetzt Weitere Klasse, deren main-methode Objekte von Circle erzeugt: public class CircleTest { public static void main (String [] args) { Circle c1 = new Circle(0,0,1.0); c1.printc(); c1.move(3,4); c1.printc(); c1.grow(4.0); c1.printc(); } } CircleTest.java 374

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