10. Programmierungs-Phase: Objektorientierung Software Engineering

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1 10. Programmierungs-Phase: Objektorientierung Software Engineering Fachhochschule Darmstadt Haardtring 100 D Darmstadt Prof. Dr. Bernhard Humm FH Darmstadt, 15. Dezember 2005

2 Einordnung in den Kontext der Vorlesung 1. Einführung 2. Projektmodell 3. Vorgehensmodelle 4./5. Unified Modeling Language (UML) 6. Analyse-Phase: Geschäftsprozesse 7. Analyse-Phase: Datenmodellierung 8. Analyse-Phase: Dialoge 9. Design-Phase 10. Programmierungs-Phase 11. Test- / Integrations-Phase, Einführung 12. Projektmanagement 13. Qualitätsmanagement , Seite 2

3 Agenda Agenda Programmiersprachen Klassen und Objekte Assoziationen und Vererbung Kontrollfragen , Seite 3

4 Programmiersprachen Objektorientierte und andere Programmiersprachen ALGOL, AWK, BASIC, C, COBOL, FORTRAN, Pascal, PL/1, REXX, Cyclone 1 je Prozessortyp 6 5 Prozedurale Sprachen Assemblerund Maschinensprachen Programmiersprachen 2 Funktionale Sprachen 3 LISP, Logo, ML, Scheme, Haskell, OPAL, Miranda visuelle Programmierumgebungen (z.b. VisualBasic, Delphi), Datenbanksprachen (zum Beispiel SQL, dbase, Clipper) Sonstige Sprachen und Umgebungen 4 Logische und regelbasierte Sprachen Objektorientierte Sprachen Smalltalk, Eiffel, C++, Objective-C, Java, C#, Oberon, Python, Ruby Prolog OPS5, XSLT , Seite 4

5 Agenda Agenda Programmiersprachen Klassen und Objekte Assoziationen und Vererbung Kontrollfragen , Seite 5

6 Klassen und Objekte Klassen und Objekte Beispiel: Rind-Klasse und Elsa, Günter und Anja Rind Klasse (=Abstraktion) Objekte (Konkrete Eigenschaften) Elsa Günter Anja Aus Österreich: Objektorientierte Software-Entwicklung Oldenbourg , Seite 6

7 Klassen und Objekte Klassen Klasse = Abstrakter Datentyp Eine Klasse beschreibt die Gemeinsamkeiten einer Menge von gleichartigen Objekten. Klasse = Abstraktion Sie ist eine Schablone für Objekte Sie definiert: Attribute und Methoden , Seite 7

8 Klassen und Objekte Objekte Zustand: Ein Objekt hat Attribute, deren konkrete Werte sind der Zustand des Objekts (die Daten) Verhalten: Das Verhalten eines Objekts wird durch seine Operationen / Methoden beschrieben Identität: Jedes Objekt hat eine Identität, die es von anderen Objekten unterscheidet, sie ist unabhängig vom Zustand, Identität bleibt, selbst wenn alle Daten geändert werden , Seite 8

9 Klassen und Objekte Klassen vs. Objekte Eine Klasse definiert die zentralen Eigenschaften (Attribute) und Fähigkeiten (Methoden) von Objekten ist eine Art Schablone für Objekte Ein Objekt verhält sich entsprechend der Klassendefinition hat einen Zustand ( = seine Attributwerte) radius: int xpos: int; ypos: int; Klasse Kreis setzeposition(x:int,y:int) darstellen() Objekt meinkreis:kreis radius=1 xpos = 100 ypos = , Seite 9

10 Klassen und Objekte Verspäteter Leitspruch: Das beste Modell für eine Katze ist eine Katze. Möglichst dieselbe Katze. Norbert Wiener, , Seite 10

11 Klassen und Objekte Substantive = Klassen Grammatische Untersuchung des Pflichtenhefts Aufgabenstellung: Zu entwickeln ist ein einfacher Grafischer Editor Problemstellung (Vorstudie / Grobkonzept): Mit Hilfe eines grafischen Editors können Zeichnungen angefertigt werden. Es werden verschiedene Grafiksymbole wie Linie, Rechteck, Kreis usw. zur Verfügung gestellt, die selektiert und in die Zeichnung kopiert werden können. Der Editor erlaubt das Abspeichern und Laden erstellter Zeichnungen , Seite 11

12 Klassen und Objekte Verben = Methoden / Operationen Grammatische Untersuchung des Pflichtenhefts Aufgabenstellung: Zu entwickeln ist ein einfacher Grafischer Editor Problemstellung (Vorstudie / Grobkonzept): Mit Hilfe eines grafischen Editors können Zeichnungen angefertigt werden. Es werden verschiedene Grafiksymbole wie Linie, Rechteck, Kreis usw. zur Verfügung gestellt, die selektiert und in die Zeichnung kopiert werden können. Der Editor erlaubt das Abspeichern und Laden erstellter Zeichnungen , Seite 12

13 Klassen und Objekte Klassen in UML Klassenname Booch, Rumbaugh, Jacobson Attributname Attributtyp Methoden Kreis radius: int {radius > 0} xpos: int = 0; ypos: int = 0; setzeposition(x: int, y: int) darstellen() Zusicherung Initialwerte Parameter Software wie gemalt , Seite 13

14 Klassen und Objekte Klassen und Objekte in Java // Klasse public class Kreis { } private int x; private int y; private int radius; public Kreis (int x, int y, int radius) { } public void setzeposition(int x, int y) { } public void darstellen() { } // Objekt Kreis k = new Kreis(100,200,1); Attribute Konstruktor Methoden , Seite 14

15 Agenda Agenda Programmiersprachen Klassen und Objekte Assoziationen und Vererbung Kontrollfragen , Seite 15

16 Assoziationen und Vererbung Assoziationen in UML Kardinalität Mensch 1 besitzt n Buch Name , Seite 16

17 Assoziationen und Vererbung Assoziationen in Java Klassen müssen sich kennen class Mensch { Collection buecher; void lesen(); }; , Seite 17

18 Vererbung Beispiel aus der Biologie: Taxonomie (Klassifikation) Assoziationen und Vererbung Insekten Flug-Insekten Ur-Insekten Ein Flügelpaar Zwei Flügelpaare Springschänze Borstenschwänze Libelle Beintastler Aus Österreich: Objektorientierte Software-Entwicklung Oldenbourg , Seite 18

19 Assoziationen und Vererbung Was ist Vererbung? Wichtiges Merkmal der OO (Prinzip der Hierarchie) ist die Verwirklichung der is-a-beziehung Beispiel: Hund is-a Tier, Katze is-a Tier Varianten in OO-Sprachen: Implementierungsvererbung (man bekommt was geschenkt) Interfacevererbung (man muss was tun) Wird verwendet zur: Abstraktion (OO-Modellierung) Erweiterung von vorhandenem Code Restrukturierung, Zusammenfassung von vorhandenem Code , Seite 19

20 Assoziationen und Vererbung Vererbung in UML Vererbung Kunde - name: Name + print() Oberklasse / Elternklasse / Basisklasse Unterklasse/ Kindklasse AuslandsKunde - land: Land + print() InlandsKunde - kontonr: String + print() - private # protected + public , Seite 20

21 Vererbung in Java Assoziationen und Vererbung Kunde AuslandsKunde public class Kunde { public Kunde(String vorname, String nachnahme) { } // } public class AuslandsKunde extends Kunde { public AuslandsKunde(String vorname, String nachname,string land) { super(vorname, nachname); // } // } , Seite 21

22 Agenda Agenda Programmiersprachen Klassen und Objekte Assoziationen und Vererbung Kontrollfragen , Seite 22

23 Kontrollfragen Kontrollfragen Welche Familien von Programmiersprachen gibt es? Nennen Sie Beispiele für einzelne Programmiersprachen Was ist der Unterschied zwischen einer Klasse und einem Objekt? Was sind die wesentlichen Bestandteile einer Klasse? Was ist eine Assoziation? Wie wird sie in einer objektorientierten Sprache umgesetzt? Geben Sie ein Beispiel Was ist Vererbung? Wie wird sie in einer objektorientierten Sprache umgesetzt? Geben Sie ein Beispiel , Seite 23