Klassenentwurf. Wie schreiben wir Klassen, die leicht zu verstehen, wartbar und wiederverwendbar sind? Objektorientierte Programmierung mit Java

Transkript

1 Objektorientierte Programmierung mit Java Eine praxisnahe Einführung mit BlueJ Klassenentwurf Wie schreiben wir Klassen, die leicht zu verstehen, wartbar und wiederverwendbar sind? 1.0

2 Zentrale Konzepte Entwurf nach Zuständigkeiten (Responsibility-driven design) Kopplung (Coupling) Kohäsion (Cohesion) Refactoring (Code-Neustrukturierung)

3 Software ändert sich immer Software ist nicht wie ein Roman, der - einmal geschrieben - unverändert bleibt. Software wird erweitert, angepasst, gewartet, Oft arbeiten mehrere Personen daran, oft über viele Jahre.

4 Ändere oder Stirb Es git nur zwei Möglichkeiten für Software: Entweder Sie wird ständig gewartet, oder sie stirbt. Software, die nicht gewartet wird, wird weggeworfen.

5 Die Welt von Zuul

6 Qualität des Codes Zwei wichtige Konzepte für die Qualität des Codes: Kopplung Kohäsion

7 Kopplung (Coupling) Kopplung beschreibt den Grad der Abhängigkeiten zwischen separaten Modulen eines Programmes. Wenn zwei Klassen in vielen Details aufeinander Bezug nehmen,dann sind Sie eng gekoppelt (tightly coupled). Wir streben eine lose Kopplung an.

8 Lose Kopplung Lose Kopplung macht es möglich: eine Klasse zu verstehen, ohne andere Klassen zu lesen. eine Klasse zu ändern, ohne das es Auswirkungen auf andere Klassen hat. Also: lose Kopplung vereinfacht die Wartung.

9 Kohäsion Kohäsion bezieht sich auf die Anzahl und Vielfalt der Aufgaben, für die eine einzelne Einheit zuständig ist. Wenn eine Einheit verantwortlich ist für genau eine logische Aufgabe, dann sprechen wir von hoher Kohäsion. Kohäsion ist wichtig für einzelne Klassen und einzelne Methoden. Wir streben eine hohe Kohäsion an.

10 Hohe Kohäsion Hohe Kohäsion macht es leichter: zu verstehen was eine Klasse oder Methode tut, treffende Klassen- und Methodennamen zu finden und Klassen oder Methoden wieder zu verwenden.

11 Kohäsion von Methoden Eine Methode sollte für genau eine wohl definierte Aufgabe verantwortlich sein.

12 Kohäsion von Klassen Eine Klasse sollte genau eine klar definierte Einheit (einen Objekttyp) modellieren.

13 Code-Duplizierung Code-Duplizierung bedeutet, dass eine gleiche Folge von Anweisungen mehrfach vorkommt. Es ist ein Indiz für einen schlechten Entwurf: Sie macht die Wartung schwieriger. Sie erhöht die Gefahr von Fehlern während der Wartung.

14 Entwurf nach Zuständigkeiten (Responsibility-driven design) Frage: Wo werden wir eine neue Methode (mit neuer Funktionalität) hinzufügen (welche Klasse)? Antwort: Wenn eine Klasse für bestimmte Daten verantwortlich ist, dann sollte sie auch für den Umgang mit diesen Daten verantwortlich sein. Ein Entwurf nach Zuständigkeiten führt zur angestrebten losen Kopplung der Klassen.

15 Änderungen lokal halten Ein Ziel der Entkopplung und dem Entwurf nach Zuständigkeiten ist, dass Änderungen lokal gehalten werden können. Wenn eine Änderung notwendig ist, dann sollten möglichst wenige Klassen geändert werden. Eine Änderung an einer Klasse sollte einen möglichst geringen Einfluss auf andere Klassen haben.

16 Vorausdenken Wenn Sie Klassen entwerfen, versuchen Sie voraus zu denken: Was könnte sich in Zukunft ändern? Welche Teile bleiben voraussichtlich unverändert? Wir wollen zukünfige Änderungen erleichtern.

17 Refactoring Wenn Klassen gewartet werden, dann wird oft Code hinzugefügt. In Klassen und Methoden werden immer mehr neue Anweisungen eingefügt. Immer wieder sollten wir Klassen und Methoden restrukturieren (refactoring), um Kohäsion und lose Kopplung zu bewahren.

18 Refactoring und Testen Trenne die Restrukturierung von der Einführung neuer Funktionalität. Zuerst restrukturieren wir ohne Funktionalität zu ändern oder zu erweitern. Wir testen vor und nach der Restrukturierung, um sicher zu stellen, dass die ursprünglichen Funktionen erhalten bleiben.

19 Entwurfsfragen Häufige Fragen: Wie lang soll eine Klasse sein? Wie lang soll eine Methode sein?

20 Entwurfsrichtlinien Eine Methode ist zu lang, wenn sie mehr als eine logische Aufgabe erfüllt. Eine Klasse ist zu komplex,wenn sie mehr als eine logische Einheit modelliert.

21 Der Datentyp enum wurde mit der Java-Version 5 eingeführt Für Daten mit einer abzählbaren (enumerated) Menge von Werten, die jeder einen eigenen Namen haben. Benutze enum statt class um diesen Datentyp und die Namen der Werte festzulegen. Die einfachste Anwendung ist die Definition von Konstanten. Alternative für static int constants. Objects First with Java - A Practical Introduction using BlueJ, David J. Barnes, Michael Kölling

22 Ein Beispiel public enum CommandWord { // A value for each command word, // plus one for unrecognised commands. GO, QUIT, HELP, UNKNOWN; } Jeder Name steht für ein Objekt vom Typ enum, z.b.. CommandWord.HELP. Diese Objekte brauchen nicht mit new erzeugt zu werden. Objects First with Java - A Practical Introduction using BlueJ, David J. Barnes, Michael Kölling

23 Zusammenfassung Ein Programm ändert sich immer. Es ist wichtig diese Änderungen möglich zu machen. Code soll begreiflich und wartbar sein.

24 Zusammenfassung Qualitätscode vermeidet Code- Duplizierung und zeigt eine hohe Kohäsion und eine lose Kopplung der Klassen. Ein klarer Stil (Kommentare, Namen, Layout, usw.) ist auch wichtig. Schlecht strukturierter Code kann nur sehr schwer gewartet werden. Die Arbeit des Programmierers wird sehr mühsam und frustrierend.