Praktische Softwaretechnologie

Transkript

1 Praktische Softwaretechnologie Martin Giese Johann Radon Institute for Computational and Applied Mathematics Österr. Akademie der Wissenschaften Linz PSWT 2006 p.1/31

2 Organisation PSWT 2006 p.2/31

3 Bestandteile der LV Vorlesung Später: Seminar-Vorträge Praktische Programmieraufgaben PSWT 2006 p.3/31

4 Bestandteile der LV Vorlesung Später: Seminar-Vorträge Praktische Programmieraufgaben Keine Prüfung PSWT 2006 p.3/31

5 Vorlesung Themen: Objektorientierung (OO) Eine moderne OO Sprache: Java Die Modellierungssprache UML Eine integrierte Entwicklungsumgebung: Eclipse (NetBeans?) Ein System zur Versionsverwaltung: Subversion Entwurfsmuster Ein Test-Framework: JUnit Refactoring Jeweils nur Einführungen jedes eine Vorlesung für sich PSWT 2006 p.4/31

6 Materialien Xiaoping Jia, Object-Oriented Software Development Using Java Principles, Patterns, and Frameworks, 2nd ed., Addison-Wesley, Mehr als EUR 50. Behandelt, OO, UML, Java gründlich, Entwurfstechniken, etc. Weitere Bücher bei Einführung der jeweiligen Themen PSWT 2006 p.5/31

7 Web Seite Folien, Aufgaben, etc. werden hier erscheinen: Außerdem bitte mir eine mail schicken: PSWT 2006 p.6/31

8 Grundlagen der Objektorientierung PSWT 2006 p.7/31

9 Unstrukturierte Programmierung Globale Daten Ein Hauptprogramm Kontrollfluß durch GOTO gesteuert Typisches BASIC Programm von Anfänger course01.1.c PSWT 2006 p.8/31

10 Blockstruktur if-then-else, while Schleifen, etc. globale Daten nur ein Hauptprogramm Typisches Pascal Programm von Anfänger. course01.2.c PSWT 2006 p.9/31

11 Prozedurale Programmierung Funktionalität in Unterprogramme (Prozeduren, Funktionen) gekapselt. Daten werden meist in Argumenten herumgereicht Daten teilweise immer noch global Zugriff auf globale Daten vom ganzen Programm möglich Datenstrukturen von Algorithmen textuell getrennt Zusammenhänge unklar, daher schwer wiederzuverwenden Typisches Pascal Programm, C Programm in einer Datei course01.3.c PSWT 2006 p.10/31

12 Modulare Programmierung Zusammengehörige Daten und Programme in Moduln zusammengefaßt Modul Schnittstellen definiert Mehrere Exemplare der gekapselten Daten nicht so einfach Typisch für Modula-2, eingschränkt in C course01.4-lib.c, course01.4-lib.h, course01.4-main.c PSWT 2006 p.11/31

13 Objekte Grady Booch, Object-Oriented Design with Applications, Addison-Wesley, 1991: An object has state, behavior and identity. PSWT 2006 p.12/31

14 Objekte Grady Booch, Object-Oriented Design with Applications, Addison-Wesley, 1991: An object has state, behavior and identity. state = Zustand, also Daten PSWT 2006 p.12/31

15 Objekte Grady Booch, Object-Oriented Design with Applications, Addison-Wesley, 1991: An object has state, behavior and identity. state = Zustand, also Daten behavior = Verhalten, also Programme, die die Daten verwenden PSWT 2006 p.12/31

16 Objekte Grady Booch, Object-Oriented Design with Applications, Addison-Wesley, 1991: An object has state, behavior and identity. state = Zustand, also Daten behavior = Verhalten, also Programme, die die Daten verwenden identity = Identität, Unterscheidbarkeit von anderen Objekten PSWT 2006 p.12/31

17 Objektbasierte Programmierung globaler Zustand des Programms besteht aus einer Menge von Objekten Objekte kommunizieren durch Nachrichten (messages) Nachrichten häufig durch Prozeduren realisiert, also: Nachricht m an Objekt o senden = Prozedur ( Methode ) m von o aufrufen Implementierung von m kann ohne weiteres nur auf Zustand von o zugreifen, oder Nachrichten an weitere Objekte senden. PSWT 2006 p.13/31

18 Beispiel Objekte squarecontainer qu : int[] init() int getsquare(i : int) main squarecontainer main() printvalues() saygoodbye() printvalues() { for(i=1;i<=10;i++) {...squarecontainer.getsquare(i)... } } PSWT 2006 p.14/31

19 Datenkapselung Z.Bsp. Zugriff von main auf squarecontainer.qu nicht möglich/üblich/erwünscht. Zugriff nur über bestimmte Schnittstelle, typischerweise Sammlung von öffentlichen Methoden Vorteil... PSWT 2006 p.15/31

20 Objektorientierte Programmierung Typisierung: Objekte gehören Klassen an. Innerhalb einer Klasse gleiche Daten gleiches Verhalten Vererbung von Daten und Verhalten zwischen Klassen Polymorphismus Gleiches Programm kann auf Objekten von unterschiedlichem Typ agieren PSWT 2006 p.16/31

21 Beispiel Klassen x: double y: double r: double Circle translate(dx:double,dy:double) area(): double <<instance>> <<instance>> unitcircle anothercircle x = 0.0 y = 0.0 r = 1.0 x = 1.2 y = -2.3 r = 5.0 PSWT 2006 p.17/31

22 Beispiel Vererbung x: double y: double Figure translate(dx:double,dy:double) h: double w: double Rectangle diagonal(): double r: double Circle diameter(): double <<instance>> <<instance>> <<instance>> <<instance>> rect1 rect2 circ1 circ2 PSWT 2006 p.18/31

23 Beispiel Polymorphismus void m() { Figure f; Rectangle r =...; Circle c =...; f = r; // Erlaubt, da Rectangle Unterklasse von Figure f = c; // Erlaubt, da Circle Unterklasse von Figure } c = f; // NICHT ERLAUBT PSWT 2006 p.19/31

24 Polymorphismus für Verhalten void diagtranslate(figure f,double d) { } f.translate(d,d); Rectangle r =...; Circle c =...; diagtranslate(r,1.0); diagtranslate(c,2.0); PSWT 2006 p.20/31

25 Dynamische Bindung Shape printyourname() Rectangle printyourname() Circle printyourname() PSWT 2006 p.21/31

26 Dynamische Bindung Shape printyourname() printyourname() { print("i m a Shape"); } Rectangle printyourname() Circle printyourname() printyourname() { print("i m a Rectangle"); } printyourname() { print("i m a Circle"); } PSWT 2006 p.21/31

27 Dynamische Bindung 2 Shape printyourname() printyournametwice() printyournametwice() { this.printyourname(); this.printyourname(); } Rectangle printyourname() Circle printyourname() PSWT 2006 p.22/31

28 Simula 67 Die erste OO Sprache, von Ole-Johan Dahl und Kristen Nygaard in den 1960er Jahren in Oslo entwickelt. Hauptsächlich für Simulationen verwendet. Erweiterung von Algol 60. Neben Standard-Typen auch Klassen und Vererbung. Methoden noch nicht fest an Objekte gebunden. Praktisch nur in Europa verwendet. PSWT 2006 p.23/31

29 Smalltalk Die erste konsequente OO Sprache. In den 1970er Jahren am Xerox PARC von Alan Kay und anderen entwickelt. Von Simula beeinflußt Alles ist ein Objekt Reflektion Schon früh Entwicklungsumgebung mit GUI Wird immer noch verwendet Starker Einfluß auf viele andere OO Sprachen PSWT 2006 p.24/31

30 OO-Erweiterungen von anderen Sprachen C Objective C C++ PASCAL/Modula-2 Oberon Modula-3 LISP CLOS Standard ML Objective CaML Haskell O Haskell FORTRAN Fortran 2003 Ada Ada 95 PSWT 2006 p.25/31

31 Definition von OO? Keine genaue Definition wird von allen akzeptiert: Siehe auf Ward s Wiki: z.bsp.: PSWT 2006 p.26/31

32 Kristen Nygaard Kristen Nygaard ( ) war einer der Erfinder von Simula 67, der ersten OO Sprache. Seine Definition: A program execution is regarded as a physical model, simulating the behavior of either a real or imaginary part of the world. PSWT 2006 p.27/31

33 Alan Kay Alan Kay ist einer der Erfinder von Smalltalk, einer sehr erfolgreichen OO Sprache. Elemente die er fordert: Polymorphismus Datenkapselung Vererbung Es gibt nur Objekttypen Typ-Hierarchie hat eine einzige Wurzel PSWT 2006 p.28/31

34 Was ist OO? Viele Unterschiede. Aber auch viele Gemeinsamkeiten zwischen Sprachen. Daher Überlegungen zu OO im Allgemeinen sinnvoll. PSWT 2006 p.29/31

35 Was ist OO? Viele Unterschiede. Aber auch viele Gemeinsamkeiten zwischen Sprachen. Daher Überlegungen zu OO im Allgemeinen sinnvoll. In dieser Vorlesung Konzentration auf Java PSWT 2006 p.29/31

36 Aufgabe PSWT 2006 p.30/31

37 Aufgabe Auf einem Rechner Java installieren, bzw. Installation finden. Ein Hello World Programm mit einem Texteditor schreiben. Das Programm von der Kommandozeile aus kompilieren. Das Programm von der Kommandozeile aus starten. PSWT 2006 p.31/31

38 Aufgabe Auf einem Rechner Java installieren, bzw. Installation finden. Ein Hello World Programm mit einem Texteditor schreiben. Das Programm von der Kommandozeile aus kompilieren. Das Programm von der Kommandozeile aus starten. Verstehen nicht erforderlich ;-) Siehe Anleitung auf Vorlesungswebseite... PSWT 2006 p.31/31