Objekte und Klassen

• Objektorientierte Programmierung:
  • Verfahren, auch komplexe Programmsysteme zu bewältigen
  • Grundidee: Zerlegung des Programms in überschaubare Einheiten mit klarer Schnittstelle ("Objekte")
  • Trennung von Schnittstelle und Implementierung
  • Wiederverwendbarkeit der Teile
• Klasse:
  • Referenz-Datentyp, der Datenfelder und die diese manipulierenden Routinen (Methoden) zu einer Einheit zusammenfasst
  • Bauplan für Objekte
  • Datenfelder von beliebigem Typ möglich, auch Arrays und Klassen
  • enthält spezielle Methoden zur Erzeugung von Objekten dieses Typs (Konstruktoren)
• Beispiel:

  • public class Gerade {
      // beschreibt Gerade in zwei Dimensionen
    
      // Datenfelder
      double m;   // Steigung
      double b;   // y-Achsenabschnitt
    
      // Methoden
      // Konstruktor
      Gerade(double m1, double b1) {
        m = m1;
        b = b1;
      }
    
      void verschiebe(double x, double y) {
        // verschiebt Gerade um Vektor (x, y)
        verschiebeX(x);
        verschiebeY(y);
      }
    
      public String toString() {
        // Ausgabe: y = m*x + b
        return "y = " + m + "*x + " + b;
      }
    
      void verschiebeX(double x) {
        // verschiebt Gerade um x in x-Richtung
        b = b - m*x;
      }
    
      void verschiebeY(double y) {
        // verschiebt Gerade um y in y-Richtung
        b = b + y;
      }
    }
    

  • Konstruktor Gerade erzeugt neues Objekt aus Werten für Steigung und y-Achsenabschnitt
  • verschiebe ändert das aktuelle Objekt durch Translation mit dem Vektor (x, y)
  • toString erzeugt einen String, der das Objekt repräsentiert, etwa zur Ausgabe
  • Hilfsmethoden verschiebeX, verschiebeY
    • werden zur Implementierung von verschiebe benutzt
    • verändern die Datenfelder des Objekts
• Objekt:
  • eine Variable eines Klassentyps
  • hat einen Zustand ( = Werte für die internen Datenfelder)
  • stellt Methoden zur Verfügung
  • Deklaration mit Klassennamen
    • Gerade g;
  • Definition (Speicherreservierung) und Initialisierung (Belegung der Datenfelder) mit new und Konstruktor
    • g = new Gerade(2.1, -0.3);
  • muss nicht explizit vernichtet werden - das erledigt das Java-Laufzeitsystem selbst, sobald ein Objekt nicht mehr benutzt wird (garbage collection).
• Vergleich zwischen Arrays und Klassen:
  • konkret seien ein Array und eine Gerade gegeben durch
    • double[] ar1 = new double[2];
      Gerade g1 = new Gerade(1.0, 3.5);
    • 
  • ar1 und g1 sind beide Referenzvariablen
  • Erzeugung
    • jeweils mit new im Heap
    • bei Array durch Angabe der Anzahl von Elementen
    • bei Gerade durch selbstgeschriebenen Konstruktor
  • Datenfelder
    • bei ar1 durchnummerierte Felder (ar1[0], ar1[1]) und ar1.length
    • bei g1 selbstdefinierte Felder g1.m, g1.b
  • Methoden
    • bei ar1 nur einige Standardmethoden (u.a. toString())
    • bei g1 zusätzlich verschiebe(x, y) etc, beliebig erweiterbar