Objektorientierung. Objekte

Transkript

1 Eine Einführung G. Futschek Objekte

2 Objekte Fragen: Wie unterscheiden sich Objekte? Wie sind Objekte einander ähnlich? Was können Objekte? Wie stehen Objekte zueinander in Beziehung? Objekte Im täglichen Leben Dinge, Personen, Rollen, etc. haben Bezeichnung und Eigenschaften können etwas In der Programmierung Abstraktionen der realen Objekte haben Bezeichnung, Attribute und Methoden

3 Klassen Eine Klasse fasst viele zueinander ähnliche Objekte zusammen Beispiel: in einem Vertrieb gibt es viele Kunden: A. Maier, F. Huber, B. Beier, etc. (Objekte) Jeder dieser Kunden hat einen Namen, eine Adresse und eine Bonität, der Vertrieb kann die Bonität von jedem Kunden abfragen Die Klasse Kunde beschreibt seine Objekte durch Auflistung der Attribute: z.b. Name, Adresse und Bonität, sowie der Methode BonitätPrüfen Klassen und ihre Objekte Eine Klasse beschreibt die Struktur und das Verhalten einer Menge gleichartiger Objekte Die Objekte einer Klasse kennen und können nur das, was in der Klasse an Struktur und Verhalten beschrieben ist Die Objekte einer Klasse heissen auch: Exemplare oder Instanzen der Klasse

4 Klassen in UML UML = Unified Modelling Language Eine Klasse beschreibt die Attribute und die Operationen (Methoden) seiner Objekte Kunde name adresse bonitaet bonitaetpruefen() Klassenname Attribute Operationen (Methoden) Beispiele für Objekte Kunde name adresse bonitaet bonitaetpruefen() K1: Kunde name = Hans Huber adresse = 1010 Wien bonitaet = excellent K2 Alex Maier Flachau gut schlechterkunde Hans Berger 1230 Wien ungenuegend

5 Klasse Kunde in Java class Kunde { String name; Anschrift adresse; Bonitaet bonitaet; public int bonitaetpruefen() {... Beispiel Kreis Eigenschaften einer Klasse: Attribute, Operationen und Zusicherungen Kreis: Attribute: Radius, Position (x,y) Operationen: anzeigen, entfernen, verschieben, Radius verändern Zusicherungen: Radius > 0

6 Klasse Kreis (UML-Notation) Kreis radius {radius>0 mittelpunkt: Point =(10,10) anzeigen() entfernen() setposition(pos: Point) setradius(neuerradius) Klasse Kreis in Java class Kreis { private int radius; private Point mittelpunkt; public void setradius(int neuerradius) { if (neuerradius > 0) // Zusicherung radius = neuerradius; public void setposition(point pos) {... public void anzeigen() {... public void entfernen() {... public int getradius(){return radius;

7 Generalisierung Spezialisierung Person name adresse getadresse() Kunde bonitaet bonitaetpruefen() VERERBUNG Allgemeine Klasse vererbt alle seine Eigenschaften an die Spezielle Klassen Mitarbeiter personalnr Geometrische Figuren (1) Geom. Figur Oberklasse Dreieck Kreis Rechteck Unterklassen Generalisierung/Spezialisierung, daher Vererbung ist ein Beziehung, jedes Objekt einer Unterklasse ist stets auch ein Objekt der Oberklasse Substitutionsprinzip: Objekte der Unterklassen können stets anstelle der Objekte der Oberklasse eingesetzt werden

8 Geometrische Figuren (2) GeomFigur mittelpunkt: Point sichtbar: Boolean anzeigen() entfernen() setposition(neupos) Figurenform Abstrakte Klasse Diskriminator Konkrete Klassen Kreis radius {radius > 0 setradius(neuerr) Rechteck a {a > 0 b {b > 0 seta(neua) setb(neub) Dreieck a {c-b < a < b+c b {a-c < b < a+c c {a-b < c < a+b seta(neua) setb(neub) setc(neuc) Oberklassen und Unterklassen Unterklasse erbt alle Attribute und Methoden von den Oberklassen Unterklasse kann zusätzliche Attribute und Methoden besitzen Unterklasse kann Methoden der Oberklasse verändern (überschreiben), es muss aber die Wirkung gleich bleiben

9 Kreis radius... Geometrische Figuren (3) GeomFigur {abstrakt mittelpunkt sichtbar... Rechteck a b... Quadrat {a = b «instance of» «instance of» «instance of» k: Kreis mittelpunkt = (3,5) sichtbar = true radius = 15 r: Rechteck mittelpunkt = (4,2) sichtbar = false a = 7, b = 12 q: Quadrat mittelpunkt = (8,3) sichtbar = true a = 5, b = 5 Abstrakte Klassen und Abstrakte Methoden Abstrakte Klassen können (im Gegensatz zu konkreten Klassen) keine Objekte erzeugen Abstrakte Klassen beschreiben gemeinsames Verhalten von mehreren konkreten Klassen Abstrakte Klassen besitzen abstrakte Methoden, die erst in den Unterklassen konkretisiert werden In UML: Kursive Schreibweise oder Eigenschaftswert {abstrakt

10 Java: class GeomFigur abstract class GeomFigur { Point m; boolean sichtbar; public abstract void anzeigen(); //abstrakte Methode public abstract void entfernen(); //abstrakte Methode public void setposition (Point newpos) { if (sichtbar) { entfernen(); m.set(newpos); anzeigen(); else m.set(newpos); Java: class Rechteck class Rechteck extends GeomFigur{ int a,b; public void anzeigen() {... //konkrete Methode public void entfernen() {... //konkrete Methode public void seta (int newa) { if (newa > 0) a = newa; public void setb (int newb) { if (newb > 0) b = newb;

11 Beispiel Kreiseck Durchmesser des Kreises = Seite des Quadrats Gemeinsamer Mittelpunkt Größe des Kreises ändert sich gleichzeitig mit der Größe des Quadrats Kreiseck, Entwurf in UML GeomFigur mittelpunkt: Point sichtbar: Boolean anzeigen() entfernen() istsichtbar() setposition(neupos) Figurenform KreisEck {2*k.radius = r.a = r.b anzeigen() entfernen() seta(a) vergroessern(faktor) hat hat Kreis radius {radius > 0 anzeigen() entfernen() getradius() setradius(neuerr) 1 Rechteck a {a > 0 b {b > 0 anzeigen() entfernen() geta() seta(neua) getb() setb(neub) 1

12 Nachrichtentausch (message passing) KreisEck setradius(a/2) Kreis Ein Objekt der Klasse Kreiseck schickt einem Objekt der Klasse Kreis die Nachricht, seinen Radius auf a/2 zu setzen Adressat: Objekt, dem Nachricht geschickt wird Nachricht: Methode, die Adressat ausführen soll Java-Code für Klasse KreisEck class KreisEck extends GeomFigur { private Kreis k; private Rechteck r; public void anzeigen() { k.anzeigen(); r.anzeigen(); public void entfernen() { k.entfernen(); r.entfernen(); public void seta(int a) { k.setradius(a/2); r.seta(a); r.setb(a); // r ist Quadrat (a=b) public void vergroessern(float faktor) { seta(r.geta() * faktor)