Objektorientierung Grundlagen Quiz

Grundlagen der objektorientierten Programmierung

• Der Kurs vermittelt grundlegende Kenntnisse der objektorientierten Programmierung mit Java.
• Theoretische Konzepte werden anhand der Programmiersprache Java demonstriert und geübt.
• Ziel ist das Verständnis und die Unterscheidung der Grundkonzepte der objektorientierten Modellierung und Programmierung.
• Der Kurs beinhaltet auch praktische Erfahrungen in der Anwendung der Konzepte.
• Studenten werden befähigt, selbstständig Lösungen für beschriebene Probleme zu erstellen.

Einführung in die objektorientierte Systementwicklung

• Die Lektion behandelt den Begriff der Objektorientierung, wobei Objekte und deren Bestandteile erklärt werden.
• Der objektorientierte Softwareentwicklungsprozess wird in seine Phasen und Grundprinzipien aufgeteilt.

Objektorientierung als Sichtweise auf komplexe Systeme

• Objektorientierung (OO) ist ein Ansatz zur Unterstützung der Erstellung, Weiterentwicklung und Wartung komplexer IT-Systeme.
• OO betrachtet komplexe Systeme als Zusammenspiel von Objekten.
• Objekte, ob real oder abstrakt, repräsentieren Einheiten, die interagieren.

Objekte und Klassen

• Objekt: Ein Bestandteil eines Systems – in der Programmierung ein Bestandteil eines Programms.
• Klasse: Eine Struktur zur Bildung von Objekten - legt fest, wie konkrete Objekte aussehen.

Phasen im objektorientierten Entwicklungsprozess

• Objektorientierte Analyse (OOA): Definiert das „Was“ eines Systems, indem die fachlichen Zusammenhänge verstanden werden.
• Objektorientiertes Design (OOD): Erweitert die Analyse und legt technische Details fest, wie z.B. welche Arten von Objekten, Attribute und Methoden etc.
• Objektorientierte Programmierung (OOP): Umsetzung des Designs in funktionsfähigen Programmcode.

Grundprinzip der objektorientierten Systementwicklung

• Objektorientierung betrachtet komplexe Systeme als Zusammenspiel kooperierender Objekte.
• OO ermöglicht eine einfachere Erweiterbarkeit, Testbarkeit und Wartbarkeit von Systemen.

Attribute als Eigenschaften von Klassen

• Attribute (Eigenschaften): Speichern von Informationen (z. B. Werte, Variablen) innerhalb eines Objekts.
• Attribute dienen zur Beschreibung der Eigenschaften eines Objekts.
• Attribute werden innerhalb einer Klasse definiert um die Struktur der Objekte der Klasse zu spezifizieren.

Methoden als Funktionen von Klassen

• Methoden (Funktionen/Operationen): Durchführen von Aktionen oder Berechnungen mit den Attributen eines Objekts.
• Methoden definieren das Verhalten eines Objekts.

Beziehungen zwischen Klassen

• Beziehungen (Assoziationen) : Definieren die Verbindungen und Abhängigkeiten zwischen Klassen.
• Typische Beziehungen: „kennt“, „besteht aus“, „ist ein“
• Multiplizitäten (Kardinalitäten): Beschreiben die Anzahl der Objekte in der Beziehung, z.B. 1..* (mindestens 1, beliebig viele).

Unified Modeling Language (UML)

• UML: Grafische Modellierungssprache für die Visualisierung und Dokumentation von objektorientierten Systemen.
• UML umfasst verschiedene Diagrammtypen zur Darstellung von Struktur und Verhalten.
• Wichtiges Strukturdiagramm ist das Klassendiagramm, welches Klassen, deren Attribute und Methoden sowie Beziehungen zwischen Klassen darstellt.

Programmieren von Klassen in Java

• Java: Plattformabhängige Programmiersprache zur Umsetzung von objektorientierten Konzepten.
• Java-Programme benötigen Elemente wie Klassen, Attribute und Methoden, um Objekte zu erstellen, zu manipulieren und deren Verhalten zu beschreiben.
• Konstruktor: Besondere Methode, die bei der Erzeugung eines Objekts automatisch aufgerufen wird; dient zur Initialisierung von Attributen.
• Methodenüberladung: Möglichkeit, mehrere Methoden mit dem gleichen Namen, aber unterschiedlichen Parametern zu definieren.
• main-Methode: Der Einstiegspunkt eines Java-Programms.

Java-Sprachkonstrukte

• Primitive Datentypen: Grundlegende Datentypen in Java wie int, float, boolean etc.
• Variablen: Speichern von Werten zur Verwendung in Berechnungen.
• Operatoren: Symbols für mathematische oder logische Berechnungen.
• Kontrollstrukturen (if-else, Schleifen etc.): Stellen die bedingte oder wiederholte Ausführung von Anweisungen dar.
• Pakete, Sichtbarkeitsmodifikatoren: zur Strukturierung von Klassen und deren Sichtbarkeit für andere Klassen.

Vererbung

• Vererbung: Mechanismus, durch welchen Klassen auf Eigenschaften (Attribute und Methoden) von anderen Klassen zugreifen.
• Überklasse/Oberklasse: Die Ursprungsklasse von der Unterklassen erben.
• Unterklasse/Unterklasse: Eine Klasse, die von einer anderen Klasse erbt.
• Methodenüberschreiben: In Unterklassen kann eine ererbte Methode neu implementiert werden, um deren Verhalten zu spezifizieren.

Wichtige objektorientierte Konzepte

• Abstrakte Klassen und Methoden: Beschränkung auf die Erzeugung von Objekten bestimmter Unterklassen; Vorgaben für Methoden-Implementierungen.
• Polymorphie: Objekte verschiedener Unterklassen können behandelt werden, als wären sie Objekte der Oberklasse, was die Flexibilität von Systemen steigert.
• Statische Attribute und Methoden: Attribut- und Methodenwerte, die unabhängig von den einzelnen Objekten sind.

Ausnahmebehandlung mit Exceptions

• Exceptions: Ein Objekt, das einen Fehlerzustand innerhalb eines Programms darstellt.
• try-catch-finally Block: Ein Mechanismus zur Fehlerbehandlung, der verwendet wird, um auf auftretende Exceptions zu reagieren.
• Eigene Exceptions: Definieren neuer Exception-Typen, um spezifische Fehlerzustände abzubilden.

Programmierschnittstellen mit Interfaces

• Interfaces: Eine Art Schnittstelle für Klassen, die definieren, wie die Klassen von außen erreichbar sein müssen.
• Implementierung von Schnittstellen: Umsetzen einer Schnittstellenspezifikation innerhalb einer Klasse, damit diese die vereinbarten Methoden bereitstellt.