Teil 2 – UML, Klassen, Methoden
Lernziele
- Ihr könnt ein UML-Diagramm erstellen und analysieren.
- Die Begriffe Klassen, Objekte, Eigenschaften und Methoden könnt ihr definieren.
Begriffe
Folgende Begriffe sind beim Objektorientierten Programmieren essentiell wichtig, da sie das Vokabular für eine korrekte Ausdrucksweise bilden.
Klassen
Eine Klasse ist eine Art Bauplan. In ihr sind alle Dinge, wie Variablen und Programmabläufe, gespeichert. Wird nun von einer Klasse ein Objekt im Computer erzeugt, dann ist das Objekt eine Instanz dieser Klasse.
Definition: Eine Klasse beschreibt eine bestimmte Art von Objekten. Von einer Klasse können beliebig viele Objekte erzeugt werden.
Objekte
Anhand der Klasse wird ein Objekt im Computerprogramm erzeugt. Das Objekt weißt dann alle Eigenschaften, Programmabläufe und Möglichkeiten auf, die in der Klasse formuliert wurden.
Definition: Ein Objekt repräsentiert eine individuelle Instanz einer Klasse.
Beispiel Objekt und Klasse
Ein Ingenieur entwirft einen Bauplan für ein Auto. Auf diesem Bauplan ist alles wichtige enthalten, also wie viele Türen das Auto hat, wie viele Reifen, wie die Maße sind usw. Nun kann mit diesem Bauplan ein Auto gebaut werden, also ein individuelles Objekt mit der Farbe rot. Ein weiteres Objekt wird mit dem gleichen Bauplan gebaut, aber diesmal mit der Farbe blau. Der Bauplan, also die Klasse, gibt also die Eigenschaften vor, die ein Objekt haben kann. Das einzelne Objekt, welches von der Klasse abgeleitet wird, kann dann für diese Eigenschaften entsprechende Werte annehmen und es kann beliebig viele Objekte von einer Klasse geben.
Eigenschaften oder Attribute
Wie im Beispiel bereits erwähnt, hat jede Klasse Eigenschaften, z.B. die Eigenschaft „Farbe“. Für diese Eigenschaft wird eine Variabel in der Klasse reserviert, welche den Wert des Objektes speichert.
Definition: Eine Eigenschaft einer Klasse repräsentiert eine Information, welche individuell für das einzelne Objekt gespeichert wird.
Methoden
Beziehen wir uns noch einmal auf das obige Beispiel von einer Klasse und einem Objekt. Das Auto ist natürlich in der Lage, den Motor zu starten. Wie das funktioniert, ist in dem Bauplan, also in der Klasse, beschrieben. Ist also ein Objekt der Klasse Auto entstanden, dann kann man an diesem Objekt die Methode „Motor starten“ aufrufen. Anschließend wird der Computercode ausgeführt, der in der Methode hinterlegt ist – im besten Fall startet also der Motor.
Definition: Eine Methode, oder auch Funktion, beschreibt das Verhalten von Objekten. Objekte können gegenseitig ihre jeweiligen Methoden aufrufen.
Zusammenfassung Begriffe
Diese wichtigen Begriffe bilden die Grundlage, um OOP aktiv zu betreiben. Wir erstellen also immer eine Klasse, welche Eigenschaften und Methoden enthält. Die Eigenschaften benötigen wir, um Daten zu speichern. Die Methoden werden eingesetzt, um Verhalten zu implementieren. Von der Klasse erstellen wir beliebig viele Objekte, welche mit Eigenschaften individualisiert werden und gegenseitig, mithilfe der Methoden arbeiten.
UML-Diagramme
Damit man nicht in einem Editor einfach drauf los programmiert (was meistens nach hinten losgeht), entwickelt man vorher ein UML-Diagramm. UML steht für Unified modeling language. Das bedeutet, man stellt grafisch die Klassen mit ihren Eigenschaften und Methoden dar, und wie sie zusammen funktionieren bzw. welche Klasse welche Methode einer anderen Klasse wann aufruft. Damit können Beziehungen zwischen den einzelnen Klassen aufgebaut und übersichtlich dargestellt werden. Folgendes Beispiel verdeutlicht diesen Prozess.
UML
Die beiden Klassen Auto und Fahrer sind verbunden. Somit können sie gegenseitig Methoden aufrufen. Die Eigenschaften mit den Variablentypen stehen unter dem Klassennamen, dann folgen die Methoden mit den entsprechenden Rückgabewerten. Man erkennt so auf einen Blick, dass man beim Aufruf der Methode „DarfAutoFahren“ bei der Klasse Fahrer ein „TRUE“ oder ein „FALSE“ erhält. So kann man also prüfen, ob der Fahrer Autofahren darf oder nicht.
UML-Diagramm können noch weit mehr Informationen darstellen, um komplexe Softwarekonstrukte übersichtlich aufzubauen. Wenn das UML-Diagramm fertig ist, beginnt das eigentliche implementieren des Programmcodes.
Java Grundlagen Teil 2 als PDF herunterladen
Abschluss Grundlagen Teil 2
In diesem Abschnitt wurden weitere Grundlagen zu OOP, UML und Begriffen behandelt. Löse nun die vertiefenden Aufgaben und mach mit Teil 3 weiter.