Objektorientierte Programmierung

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1 Objektorientierte Programmierung In einer objektorientierten Programmiersprache können natürliche Objekte durch Konstrukte der Sprache dargestellt werden. Objekte zeichnen sich durch Eigenschaften und ihr Verhalten aus. Jedes Objekt im System kann als ein abstraktes Modell eines Akteurs betrachtet werden, welches Aufträge erledigen, seinen Zustand berichten und ändern und mit den anderen Objekten im System kommunizieren kann, ohne offen legen zu müssen, wie diese Fähigkeiten implementiert sind. Solche Abstraktionen sind Klassen in der objektorientierten Programmierung. Klassen: Klassen fassen Attribute (Eigenschaften) und Methoden (Verhalten eines Objektes) zu einer Einheit zusammen. Die Gesamtheit der Attributwerte legt den Objektzustand fest. Attribute sind standardmäßig nur über die Methoden der Klasse zugänglich. Dies versteht man unter Zugriffsbeschränkung oder Kapselung. Attribute und Methoden sind entweder zum Zugriff von außen freigegeben (sie sind dann öffentlich oder engl. public) oder aber vor dem Zugriff geschützt (sie sind dann geschützt, engl. protected, oder sogar privat, engl. Private). Objekt = Instanz einer Klasse

2 Kochtopf Klasse: KOCHTOPF Eigenschaften: Fassungsvermögen z.b 4 Liter Speisen im Topf Temperatur im Topf Verhalten: in_topf_fuellen(liste der Speisen) topf_leeren () liefert die Speisen zurück Temperatur_im_Topf_erhöhen () Temperatur_im_Topf_setzen (neue Temperatur) Herd Klasse: HERD Eigenschaften: 4 Herdplatten Stufe pro Herdplatte Liste der Töpfe auf dem Herd Verhalten: Topf_auf_Herplatte_stellen (Herdplatte, Topf) Topf_vom_Herd_nehmen (Herdplatte, Topf) Herdplatte austellen (Herdplatte) Speise Klasse: Speise Eigenschaften: Zutaten Kochzeit Verhalten: Zutaten eintragen(liste der Zutaten) Zutaten_auflisten() Kochzeit setzen (neue Kochzeit) Kochzeit zurückgeben () Vorschrift zum Kochen von Nudeln: 1. Topf, Herd, Wasser, Salz und Nudeln bereitstellen 2. Wasser und Salz in den Kochtopf füllen 3. Kochtopf auf die 1. Herdplatte stellen Herdplatte auf höchste Stufe (3) Stellen 5. Warten, bis das Wasser kocht (Temperatur im Topf beträgt 100C ) 6. Nudeln in das Wasser geben 7. Die Nudeln auf 2. Stufe 10 Minuten kochen lassen 8. Topf vom Herd nehmen 9. Nudeln aus dem Topf nehmen Guten Appetit!

3 1. Programm Objekt mit der Einstiegsmethode Main erstellen using System; namespace Kueche // Importieren des Namesraumes System // Namenaraum fuer unser Programm class Nudelnkochen public static void Main() 2. Klassen definieren class Speise string [] Zutaten; int Kochzeit; // Minuten public void Zutat_hinzufuegen(string [] neuezutaten) Zutaten = new string [neuezutat.length]; for (int i=0; i < neuezutat.length; i++) Zutaten[i] = neuezutaten[i]; public void Zutaten_auflisten() for (int i=0; i < neuezutat.length; i++) Console.WriteLine( Zutat 0.: 1,i, Zutaten[i]); public void setze_kochzeit(int neuekochzeit) Kochzeit= neuekochzeit; public int liefere_kochzeit() return Kochzeit;

4 class KOCHTOPF int Fassungsvermoegen; Speise [] Speisen; int Temperatur=0; // in Liter // Speisen im Top // Temperatur im Topf public void in_topf_fuellen(speise [] neuespeisen) Speisen = new Speise [neuespeisen.length]; for (int i=0; i < neuespeisen.length; i++) Speisen[i] = neuespeisen[i]; public Speise [] topf_leeren () return Speisen; public int Temperatur_erhoehen () return ++Temperatur; public void Temperatur_setzen (int neuetemperatur) Temperatur = neuetemperatur; class Herd int AnzHerdplatten = 4; Kochtopf [] Herdplatten; int [] Stufen; // enthaelt die Toepfe, auf den Herdplatten // Stufen, auf welche die Herdplatten // eingestellt sind public void vorbereiten() Herdplatten = new Kochtopf [AnzHerdplatten]; Stufen = new int [AnzHerdplatten]; public void Topf_auf_Herplatte_stellen (int Herdplatte, Kochtopf Topf) Herdplatten[Herdplatte] = Topf; public Kochtopf Topf_vom_Herd_nehmen (int Herdplatte) Stufen[Herdplatte] = 0; return Herdplatten[Herdplatte]; public void Herdplatte_anstellen (int Herplatte, int Stufe) Stufen[Herplatte] = Stufe;

5 3. Umsetzung der Kochvorschrift class Nudelnkochen public static void Main() Console.WriteLine("Nudeln, Salz, Wasser bereitstellen"); Speise Salz = new Speise(); // Zutaten bereit legen Speise Nudeln = new Speise(); Speise Wasser = new Speise(); Nudeln.setze_Kochzeit(10); Speise[] Topfinhalt; Topfinhalt = new Speise[3]; Topfinhalt[0] = Wasser; Topfinhalt[1] = Salz; // Nudeln sollen 10 Minuten kochen // Was soll alles in den Topf Console.WriteLine("Topf bereitstellen und Wasser und Salz einfüllen"); Kochtopf meintopf = new Kochtopf(); meintopf.in_topf_fuellen(topfinhalt); Console.WriteLine("Topf auf 1. Herdplatte stellen"); Herd meinherd = new Herd(); meinherd.vorbereiten(); meinherd.topf_auf_herplatte_stellen(1,meintopf); Console.WriteLine("1. Herdplatte auf höchste Stufe (3) Stellen"); meinherd.herdplatte_anstellen(1,3); Console.WriteLine("Warten bis das Wasser kocht"); while (meintopf.temperatur_erhoehen ()!= 100); Console.WriteLine("Nudeln in das Wasser geben"); Topfinhalt[2] = Nudeln; meintopf.in_topf_fuellen(topfinhalt); Console.WriteLine("Die Nudeln auf 2. Stufe 10 Minuten kochen lassen"); meinherd.herdplatte_anstellen(1,2); for (int Minuten=1; Minuten <= Nudeln.liefere_Kochzeit(); Minuten++) Console.WriteLine (Minuten + ". Minute gekocht"); Console.WriteLine("Topf vom Herd nehmen"); meintopf = meinherd.topf_vom_herd_nehmen(1); Console.WriteLine("Nudeln aus dem Topf nehmen"); Topfinhalt = meintopf.topf_leeren (); Console.WriteLine("Guten Appetit");

6 Weitere Beispiele für Objekte: 1. Kniffelspiel (15 x würfeln mit je 5 Würfeln) Klasse Würfel Attribute: Augen Methode: Würfel werfen, Augen ausgeben // Zufalsszahlengenerator initialisieren Random rnd=new Random(); // Nächste Zahl würfeln rnd.next(bereich); using System; namespace meinprogramm class wuerfel // Attribute int augen=0; // Importieren eines Namesraumes // Namenaraum fuer unser Programm // Methoden public void werfen (Random zufzahlgen) augen = 1 + zufzahlgen.next(6); public int get_augen() return augen; class kniffel public static void Main() Random zufzahlgen=new Random(); wuerfel w1 = new wuerfel(); wuerfel w3 = new wuerfel(); wuerfel w5 = new wuerfel(); for (int i=1; i <= 15; i++) w1.werfen(zufzahlgen); w3.werfen(zufzahlgen); w5.werfen(zufzahlgen); wuerfel w2 = new wuerfel(); wuerfel w4 = new wuerfel(); w2.werfen(zufzahlgen); w4.werfen(zufzahlgen); Console.WriteLine("Zahlen: ", w1.get_augen(), w2.get_augen(), w3.get_augen(), w4.get_augen(),w5.get_augen()); Console.ReadLine();

7 2. Verkehrsampel An einer Kreuzung befinden sich 4 Ampeln. Je eine in Nord, Süd, Ost und West Richtung. Die Hauptstraße geht von Ost nach West. Die gegenüberliegenden Ampeln müssen somit möglichst gleichzeitig geschaltet werden. Attribute: Status Methode: status_wechsel using System; using System.Threading; // Importieren eines Namesraumes namespace meinprogramm // Namenaraum fuer unser Programm enum farben rot, gelb, gruen; // Aufzaehlungstyp fuer die Ampelfarben class Ampel farben status=farben.rot; // Farbe die gerade leuchtet public bool status_wechsel () if (status == farben.rot) // Wechsel von rot nach gruen status = farben.gruen; return true; if (status == farben.gruen) // Wechsel von gruen ueber gelb status = farben.gelb; // nach rot Thread.Sleep(100); // kurze Pause status = farben.rot; return true; return false; public farben get_status() return status;

8 class Kreuzung // Hauptstrasse geht von Ost nach West public static void Main() Ampel AmpelOst = new Ampel(); Ampel AmpelSued = new Ampel(); Ampel AmpelWest = new Ampel(); Ampel AmpelNord = new Ampel(); Console.WriteLine("Programm kann nur mit <Strg> + <C> beendet werden"); while (true) // Hauptstrasse bekommt gruen if (AmpelOst.status_wechsel() && AmpelWest.status_wechsel()) Console.WriteLine(" "); Console.WriteLine("Haupstrasse: Ost= 0 West = 1", AmpelOst.get_status(),AmpelWest.get_status()); Console.WriteLine("Nebenstrasse: Nord= 0 Sued = 1", AmpelNord.get_status(),AmpelSued.get_status()); Console.WriteLine("Es wird auf der Hauptrasse gefahren"); Thread.Sleep(3000); // Hauptstrasse bekommt rot und Nebenstrasse gruen if (AmpelOst.status_wechsel() && AmpelWest.status_wechsel()) if (AmpelSued.status_wechsel() && AmpelNord.status_wechsel()) Console.WriteLine(" "); Console.WriteLine("Haupstrasse: Ost= 0 West = 1", AmpelOst.get_status(),AmpelWest.get_status()); Console.WriteLine("Nebenstrasse: Nord= 0 Sued = 1", AmpelNord.get_status(),AmpelSued.get_status()); Console.WriteLine("Es wird auf der Nebenstrasse gefahren"); Thread.Sleep(3000); // Nebenstrasse bekommt wieder rot if (! (AmpelSued.status_wechsel() && AmpelNord.status_wechsel())) return; // Fehler: Ampel laesst sich nicht umschalten

9 3. Stoppuhr Attribute: Startzeit (Stunde, Minute, Sekunde), Endzeit (Stunde, Minute, Sekunde), Kennung, ob die Stoppuhr gerade läuft oder nicht Methoden: start mit der Zeitmessung beginnen stop Zeitmessung beenden using System; // Importieren eines Namesraumes namespace meinprogramm // Namenaraum fuer unser Programm class Stoppuhr DateTime startzeit; // DateTime ist vordefinierte.net Klasse, DateTime endzeit; // bitte im Internet nachlesen bool zeit_lauft= false; // Es wird gerade keine Zeit gemessen public void start () // Zeitmessung beginnen startzeit = DateTime.Now; // aktuelle Zeit uebertragen zeit_lauft = true; Console.WriteLine("Startzeit: 0:1:2", startzeit.hour, startzeit.minute, startzeit.second); public void stop () endzeit = DateTime.Now; // Zeitmessung stoppen // aktuelle Zeit uebertragen int differenz_second; int differenz_minute; int differenz_hour; if (! zeit_lauft) Console.WriteLine("Die Stoppuhr wurde noch nicht gestartet"); return; zeit_lauft= false; Console.WriteLine("Endzeit: 0:1:2", endzeit.hour, endzeit.minute, endzeit.second); if (endzeit.second > startzeit.second) differenz_second = endzeit.second startzeit.second; differenz_minute = 0; else differenz_second = 60 startzeit.second + endzeit.second; differenz_minute = 1; if (endzeit.minute >= startzeit.minute) differenz_minute += endzeit.minute startzeit.minute; differenz_hour = 0;

10 else differenz_minute += 60 startzeit.minute + endzeit.minute; differenz_hour = 1; if (endzeit.hour >= startzeit.hour) differenz_hour += endzeit.hour startzeit.hour; else differenz_hour += 24 startzeit.hour + endzeit.hour; Console.WriteLine("Vergangene Zeit: 0:1:2 vergangen", differenz_hour, differenz_minute, differenz_second); class Zeit public static void Main() Stoppuhr meinestoppuhr; meinestoppuhr = new Stoppuhr(); Console.WriteLine("Es können nur Zeitem im Stundenbereich gestoppt werden. Zeiträume größer als einen Tag können mit dieser Stoppuhr nicht gestoppt werden"); Console.WriteLine ("Die Stoppuhr wird mit der <Enter> Taste gestartet"); Console.ReadLine(); meinestoppuhr.start(); Console.WriteLine ("Die Stoppuhr wird mit der <Enter> Taste angehalten"); Console.ReadLine(); meinestoppuhr.stop(); 4. Auto Attribute: Farbe, Marke, Geschwindigkeit Methoden: z.b. Auto starten, Auto beschleunigen, Auto bremsen, Auto einparken... Die Methode Auto beschleunigen bekommt als Parameter z.b. die gewünschte Endgeschwindigkeit, also beispielsweise 50 km/h übergeben. Eine sinnvolle Zusicherung für das Attribut Geschwindigkeit ist, dass sie 0 ist....