Seite 1. Gliederung und Einordnung. Wiederholung. Unter- und Oberklassen: Beispiel

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1 Gliederung und Einordnung 1.Objektorientierte Programmierung mit Object Pascal (5. Studienbrief, Kapitel 5) Software-Bausteine am Beispiel der Delphi-Komponenten (5. Studienbrief, Kapitel 5) Datenbankprogrammierung: Prinzipien und Beispiele (5. Studienbrief, Kapitel 6) Einordnung, Ausblick, Klausurvorbereitung Wiederholung Klassen (type Klasse = class... end) umfassen Datenfelder(, Eigenschaften und) Methoden Methoden ähnlich zu Prozeduren und Funktionen lokal zu den Objekten einer Klasse Aufruf mit Objekt.Methode Objekte erzeugen: Variable vom Klassentyp (K.xyz) Konstruktor aufrufen: K.Create; Unterklasse (type Unterklasse = class (Oberklasse)... end) erbt alle Bestandteile der Oberklasse etnhält zusätzliche Deklarationen Unter- und Oberklassen: Beispiel type KFZ = class kennzeichen: String;... PKW = class(kfz) tueren: integer LKW = class(kfz) nutzlast: integer... var k: KFZ; p: PKW;... p := PKW.Create; p.kennzeichen := "DD-XX 1"; p.tueren := 5; k := p;... Zugriff auf k.kennzeichen... Jeder PKW ist ein KFZ: Die Zuweisung eines Objekts der Unterklasse an eine Variable der Oberklasse ist zulässig. Bei der Zuweisung gehen keinerlei Informationen verloren, das Objekt bleibt unverändert. Seite 1

2 Typanpassung type KFZ = class kennzeichen: String;... PKW = class(kfz) tueren: integer LKW = class(kfz) nutzlast: integer... var k: KFZ; p: PKW;... p := PKW.Create; p.kennzeichen := "DD-XX 1"; p.tueren := 5; k := p; Zugriff auf k.tueren... ->Fehlermeldung... Zugriff auf (k as PKW).tueren Der "as" Operator dient zur Typanpassung innerhalb von Klassenhierarchien. "k as PKW" ist vom Typ "PKW" Die Typanpassung kann fehlschlagen (Laufzeitfehler). Regeln zur Typanpassung Jedes Objekt hat immer eine eindeutige Klassenzugehörigkeit, die sich von der Erzeugung bis zur Löschung nicht ändert. Einer Variable von einem Klassentyp K können Objekte der Klasse K und jeder Unterklasse von K zugewiesen werden. "Typanpassung", "down-cast": Ein Objekt o1 von einer Klasse K1, das über eine Variable seiner Oberklasse K zugänglich ist, kann mit dem "as"-operator (o1 as K1) auch wie ein Objekt der Klasse K1 behandelt werden Klassentest: Ein Test, ob ein Objekt o einer Klasse K zur Unterklasse K1 gehört (und damit ob die Typanpassung auf K1 zulässig ist), ist mit "o is K1" möglich. TObject Alle Klassen in Object Pascal sind implizit von der Basisklasse TObject abgeleitet. Ungefähre Struktur: TObject = class constructor Create; // Speicherplatzreservierung // Festlegung der Adresse (Identität) procedure Free; //Aufruf von Destroy //falls Adresse nil destructor Destroy; virtual; Seite 2

3 Konstruktoren Möglichkeit 1: Standardkonstruktor (aus TObject) verwenden. var obj: K; obj := K.Create; eigene Initialisierungsprozeduren für Datenfelder ("Init") siehe Projekt OOP1 Möglichkeit 2: Eigener Konstruktor. type K = class(k0) var X, Y: integer; constructor Create(Xinit,Yinit: integer); constructor K.Create(Xinit,Yinit : integer); inherited Create; //Konstruktor aus K0 aufrufen X := Xinit; Y := Yinit; var obj: K; obj := K.Create(10,20); Destruktoren type K = class(k0) var X, Y: integer; constructor Create(Xinit,Yinit: integer);... destructor Destroy; override; Regeln für Destruktoren: Immer indirekt über Free aufrufen (vermeidet Laufzeitfehler) Im Rumpf immer als letzte Aktion Destruktor der Oberklasse aufrufen. destructor K.Destroy(Xinit,Yinit : integer);... inherited Destroy; Beispiel: Verschieben von Punkten procedure TForm1.OOP3Click(Sender: TObject); var P1,P2,P3: TPoint; ClearScreen; Canvas.TextOut(50,50,'Beispiel OOP3'); // Erzeugen der Objekte P1..P3 P1:=TPoint.Create; P2:=TPoint.Create; P3:=TPoint.Create; // Initialisierung und Darstellung der Objekte P1..P3 P1.Init(200,100,clRed); P1.Show; P2.Init(250,150,clGreen); P2.Show; P3.Init(300,200,clBlue); P3.Show; // Bewegen der Objekte P1..P3 P1.Move(250,100); P2.Move(300,150); P3.Move(350,200); P1.Free; P2.Free; P3.Free; Label1.Caption:='OOP3 beendet'; end {TForm1.OOP3Click}; Seite 3

4 Unterklasse für Rechtecke TRectangle= class(tpoint) B, H: integer; procedure Init(XInit,YInit,BInit,HInit:integer; Color:TColor); procedure Show; procedure Hide; procedure ExtendTo(P: TPoint); procedure SetColor(Color: TColor); end {TRectangle}; procedure TRectangle.Show; var R: TRect; with Form1.Canvas do R := Rect(X,Y,X+B,Y+H); Brush.Color := PColor; FillRect(R); end {TRectangle.Show}; //Hide analog "Missglücktes" Verschieben R1:=TRectangle.Create; R1.Init(200,100,50,50,clRed); R1.Show; P2:=TPoint.Create; P2.Init(400,200,clGreen); P2.Show; R1.ExtendTo(P2); R1.Show; R1.SetColor(clBlue); R1.Show; R1.Move(300,200); Frühe und späte Bindung Frühe Bindung: aufzurufende Methode bereits zur Übersetzungszeit bestimmt, abhängig von der Klassenzugehörigkeit des angesprochenen Objekts Späte Bindung: Wahl der aufzurufenden Methode von der erst zur Laufzeit bekannten Unterklasse abhängig Wichtig, wenn nur eine Oberklasse des zur Laufzeit angesprochenen Objekts bekannt ist Späte Bindung in Object Pascal: "virtuelle Methoden", Schlüsselworte virtual und dynamic (Unterschied zwischen virtual/dynamic nur in Optimierungen.) Deklaration von Methoden, die virtuelle Methoden (in Unterklassen) "überdefinieren": Schlüsselwort override Implementierung: Virtual Method Table (VMT) Seite 4

5 Polymorphie von Methoden (1) type KFZ = class kennzeichen: String;... procedure anmelden(k: KFZDaten); virtual; PKW = class(kfz) tueren: integer... procedure anmelden(k: KFZDaten); override; LKW = class(kfz) nutzlast: integer... procedure anmelden(k: KFZDaten); override; var k: KFZ; p: PKW;... p := PKW.Create;... p.kennzeichen := "DD-XX 1"; p.tueren := 5; k := p; k.anmelden(...); Polymorphie von Methoden (2) Polymorphie: gleicher Methodenname in Ober- und Unterklasse semantische Ähnlichkeit (!) der Methodenrümpfe dynamische Auswahl der Implementierung Prinzip: TObject Methoden- Vererbung KFZ PKW Operationen- Suche zur Laufzeit nach der speziellsten Version ("dynamisches Binden") Beispielprojekt OOP_DEMO2 TPoint= class(tlocation) PColor: TColor; procedure Init(XInit,YInit:integer; Color: TColor); procedure Show; virtual; procedure Hide; virtual; procedure SetColor(Color: TColor); procedure Copy(NewX,NewY: integer); procedure Move(NewX,NewY: integer); end {TPoint} ; TRectangle= class(tpoint) B, H: integer; procedure Init(XInit,YInit,BInit,HInit:integer; Color:TColor); procedure Show; override; procedure Hide; override; procedure ExtendTo(P: TPoint); end {TRectangle} ; // TCircle: analog Seite 5

6 Reagieren auf Mausaktionen (1) type TLocation= class... procedure MouseDown(XM,YM:integer); virtual; procedure MouseUp(XM,YM:integer); virtual; end {TLocation} ; TPoint= class(tlocation)... end {TPoint} ; TRectangle= class(tpoint)... procedure MouseDown(XM,YM:integer); override; procedure MouseUp(XM,YM:integer); override; end {TRectangle} ; procedure TLocation.MouseDown(XM,YM:integer); end {TLocation.MouseDown} ; procedure TLocation.MouseUp(XM,YM:integer); end {TLocation.MouseUp} ; Reagieren auf Mausaktionen (2) procedure TRectangle.MouseDown(XM,YM:integer); if (X<=XM) and (XM<=X+B) and (Y<=YM) and (YM<=Y+H) then SetColor(clBlack); Show; end {TRectangle.MouseDown} ; procedure TRectangle.MouseUp(XM,YM:integer); if PColor = clblack then Move(XM-(B div 2),YM-(H div 2)); end {TRectangle.MouseUp} ; Reagieren auf Mausaktionen (3) const MaxObj = 10; var ObjectRegister : array [1..MaxObj] of TLocation; NumRegObjects : integer = 0; procedure RegisterObject (o: TLocation); NumRegObjects:=NumRegObjects+1; ObjectRegister[NumRegObjects]:=o; end {RegisterObject} ; procedure TForm1.FormMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton; Shift: TShiftState; X, Y: Integer); var i:integer; for i:=1 to NumregObjects do ObjectRegister[i].MouseDown(X,Y); end {FormMouseDown} ; // MouseUp analog Seite 6

7 Beispiel: Bauteileverwaltung Jedes Bauteil hat eine Bauteilnummer (Zeichenreihe) und einen Preis (Ganzzahl). Bauteile können Elemente und Baugruppen sein. Eine Baugruppe besteht aus mehreren Bauteilen. Für ein Element ist der Preis direkt festgelegt, für Baugruppen berechnet er sich aus der Summe der Preise der enthaltenen Bauteile. Klassenstruktur für Bauteile-Beispiel (1) type TBauteil = class bauteilnr: string; function gibpreis: integer; virtual; TElement = class(tbauteil) preis: integer; constructor Create(n: string; p: integer); function gibpreis: integer; override; TBaugruppe = class(tbauteil) bauteile: array of TBauteil; constructor Create(n: string); procedure bauteilhinzu (b: TBauteil); function gibpreis: integer; override; function gibanzahl: integer; Abstrakte Methoden Methoden, für die keine Implementierung gegeben werden kann, sondern die ausschließlich als Platzhalter für speziellere Implementierungen dienen, werden "abstrakt" genannt. Schlüsselwort "abstract" Klassen, die abstrakte Methoden enthalten, heißen auch "abstrakte Klassen". Beispiel: Was ist die Implementierung der Methode "gibpreis" für die Oberklasse TBauteil? type TBauteil = class bauteilnr: string; function gibpreis: integer; virtual; abstract; Seite 7

8 Sichtbarkeit Öffentlich = public Privat = private Sichtbar in der aktuellen Unit Nur für Unterklassen = protected Auch sichtbar in Unterklassen in einer anderen Unit Geheimnisprinzip: Grundsätzlich sollte so viel wie möglich der in einem Objekt gespeicherten Information als "privat" deklariert werden. Erhöhung der Wartungsfreundlichkeit und Stabilität. Klassenstruktur für Bauteile-Beispiel (2) type TBauteil = class public bauteilnr: string; function gibpreis: integer; virtual; abstract; TElement = class(tbauteil) private preis: integer; public constructor Create(n: string; p: integer); function gibpreis: integer; override; TBaugruppe = class(tbauteil) private bauteile: array of TBauteil; public constructor Create(n: string); procedure bauteilhinzu (b: TBauteil); function gibpreis: integer; override; function gibanzahl: integer; Implementierung Bauteile-Beispiel (1) constructor TElement.Create(n: string; p: integer); bauteilnr := n; preis := p; function TElement.gibPreis: integer; gibpreis := preis; constructor TBaugruppe.Create(n: string); bauteilnr := n; procedure TBaugruppe.bauteilHinzu(b: TBauteil); SetLength(bauteile,Length(bauteile)+1); bauteile[high(bauteile)] := b; Seite 8

9 Implementierung Bauteile-Beispiel (2) function TBaugruppe.gibPreis: integer; var i,p: integer; p := 0; for i:=0 to High(bauteile) do p := p + bauteile[i].gibpreis; gibpreis := p; function TBaugruppe.gibAnzahl: integer; var i,a: integer; a := 0; for i:=0 to High(bauteile) do if bauteile[i] is TBaugruppe then a := a + (bauteile[i] as TBaugruppe).gibAnzahl else a := a+1; gibanzahl := a; Seite 9