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Einführung in die Objektorientierung

Von der Idee zum fertigen Gegenstand – Modellierung

Wenn ein Architekt ein Haus plant, macht er sich zunächst Gedanken darüber, wie das Haus aussehen soll. Als Nächstes fertigt er Freihandskizzen wie unten abgebildet mit Stift und Papier an. Wenn es sich um ein größeres Gebäude handelt, baut er ein Papier- oder Holzmodell, das er dem Auftraggeber zeigen kann, damit sich dieser vorstellen kann, wie das geplante Gebäude einmal aussehen wird.

Für die Handwerker, die dann das Haus bauen sollen, fertigt er exakte Baupläne an. Früher wurden Baupläne am Zeichenbrett von Hand gezeichnet. Heute benutzen viele Architekten Computerprogramme. Die Abbildung links zeigt ein Tonmodell der Erlanger Hugenottenkirche.

Das sind alles vereinfachte Darstellungen bzw. Abbildungen von dem geplanten Gegenstand. Alle diese Abbildungen werden Modelle genannt.

Jede vereinfachte Darstellung eines Gegenstandes oder eines Vorganges ist ein Modell. Die Anfertigung und Bearbeitung der Darstellung nennt man Modellierung.

Beispiele für Modelle

Ingenieure, die ein neues Auto konstruieren, bauen ein Tonmodell des Fahrzeugs, nachdem sie unzählige Freihandskizzen angefertigt haben. Das Tonmodell eignet sich besonders gut, da es nachträglich leicht zu verändern ist. Man muss nur ein bisschen Ton wegnehmen oder hinzufügen,

Die einfachste Form eines Modells ist die

Freihandskizze.

Mit der uns allen bekannten Modelleisenbahnanlage werden ganze Landschaften modelliert. Mit den fahrenden Zügen wird der Zugbetrieb – also ein Vorgang, nicht ein Gegenstand – modelliert.

Quelle: http://www.pixelio.de, Ultram

In der nebenstehenden Abbildung ist eine Landkarte des ostafrikanischen Landes Uganda dargestellt. Die Karte ist ein vereinfachtes Modell eines ganzen Landes bzw. eines Teils der Erdoberfläche. Sie besteht nur aus wenigen grafischen Elementen: Linien, Flächen, Punkten, Zahlen und Worten.

Malst du eine Skizze deines Wohnortes auf ein Blatt Papier, ist das zwar keine maßstabsgetreue Landkarte, aber die Skizze zeigt den richtigen Weg, obwohl sie nur aus wenigen Strichen und Worten besteht. Sie ist ebenfalls ein Modell der Erdoberfläche.


Objekte

Betrachten wir die Freihandskizze des Hauses in der Abbildung weiter vorne, sehen wir, dass das Haus aus einfachen geometrischen Figuren besteht: Rechteck, Dreieck, Kreis.

Fertigen wir eine Liste der benötigten geometrischen Formen. Die Formen werden in der Modellierung Objekte genannt.

Form Name Menge Maße

Rechteck Hausfenster 5 0,84 cm x 0,75 cm

Rechteck Hauswand 1 1,72 cm x 2,96 cm

Rechteck Haustür 1 1,48 x 1,16 cm

Rechteck Garagenwand 1 1,4 x 2,1 cm

Rechteck Garagentor 1 1,5 cm x 1,2 cm

Dreieck Hausdach 1 3,3 cm, 3,3 cm, 4,6 cm

Kreis Türgriff 2 0,55 cm Radius

Wir benötigen insgesamt 12 Objekte, um ein Haus mit Garage abzubilden. Dabei verwenden wir nur drei verschiedene Objektarten: Rechteck, Kreis, Dreieck.

Die Maße der Objekte (Höhe, Breite, Radius, Kantenlänge) sind ihre Eigenschaften. Wir nennen sie Attribute. Das Objekt Haustür hat also die Attribute Höhe und Breite mit den Maßen 1,48 x 1,16 cm. Die Maße sind Attributwerte.

Die einzelnen geometrischen Formen sind Objekte. Die Eigenschaften der Formen sind Attribute. Die Eigenschaftswerte sind Attributwerte.

Objekte sind Dinge, die wir in unserer Vorstellung schaffen.

Info

Solche einfachen Objekte lassen sich sehr gut am Computer mit Office-Programmen (Word, Writer, Draw usw.) zeichnen. Um detaillierte Objekte zu zeichnen, werden CAD-Programme (CAD = Computer Aided Design) verwendet, z. B. für technische Zeichnungen.

Wir können nun das Haus und die Garage bunt anmalen. Wir weisen jedem Objekt eine bestimmte Farbe zu.

Die Hauswand, die Garagenwand und das Dach stellen wir mit dickeren Linien dar. Wir weisen den Objekten Hauswand, Garagenwand und Dach eine größere Linienstärke zu.

Unsere Objekte haben damit zwei weitere Attribute erhalten:

Füllfarbe,

Linienstärke.

Die folgende Abbildung zeigt, wie sich verschiedene Attributwerte eines Kreises auf seine Darstellung auswirken.

Wir können nun unsere Tabelle um die hinzugefügten Attribute erweitern.

Form Name Menge Maße Linienstärke Füllfarbe

Rechteck Hausfenster 5 0,84 cm x 0,75 cm 1 mm hellgrau

Rechteck Hauswand 1 1,72 cm x 2,96 cm 2 mm hellrosa

Rechteck Haustür 1 1,48 x 1,16 cm 1 mm braun

Rechteck Garagenwand 1 1,4 x 2,1 cm 2 mm hellrosa

Rechteck Garagentor 1 1,5 x 1,2 cm 1 mm grün

Dreieck Hausdach 1 3,3 cm, 3,3 cm, 4,6 cm 2 mm rot

Kreis Türgriff 2 0,55 cm Radius 1 mm schwarz

Allein mithilfe der Tabelle sind wir nun schon fast in der Lage, die Skizze zu zeichnen, ohne sie vorher gesehen zu haben. Was uns noch fehlt, ist die genaue Position jedes einzelnen Objekts.

Diese legen wir mit einem Gitternetz mit einer vertikalen Y-Achse und einer horizontalen X-Achse fest, wie du es aus dem Mathematikunterricht kennst.

Um die genaue Lage der Objekte angeben zu können, braucht man einen festen Bezugspunkt. Der feste Bezugspunkt ist der Schnittpunkt der beiden Koordinatenachsen (Nullpunkt) mit den Koordinaten X = 0 und Y = 0 (0/0).

Es reicht, wenn die Koordinaten jeweils eines Punktes von einem Objekt angegeben werden. Wenn du die Koordinaten der linken unteren Ecke eines Rechtecks weißt und die Höhe und Breite hast, kannst du das Rechteck genau positionieren. Das geht natürlich mit jeder anderen Ecke. Oder wir geben die Koordinaten der linken oberen und der rechten unteren Ecke an. Dann benötigen wir die Höhe und Breite nicht mehr. Das geht allerdings nur, wenn die Kanten des Rechtecks achsenparallel verlaufen. Oder wir geben den Schnittpunkt der Diagonalen als Mittelpunkt sowie die Seitenlängen an. Wenn wir in alle vier achsenparallelen Richtungen die halbe Kantenlänge auftragen, haben wir den Abststand zum Mittelpunkt.

Bei einem Kreis geben wir den Kreismittelpunkt an. Schwieriger ist es beim Dreieck. Hier sollte man die Koordinaten aller drei Ecken kennen. Wenn wir die Koordinaten der drei Ecken wissen, brauchen wir nicht die Seitenlängen. Es gibt also verschiedene Möglichkeiten, die Koordinaten eines Objekts festzulegen. Die Objektkoordinaten sind ein weiteres Attribut unserer Objekte.

Weitere sinnvolle Attribute für diese geometrischen Formen sind:

Linienart (Punkte, Striche, durchgezogen usw.)

Füllmuster (Schraffur, Punkte usw.)

Winkel (wenn das Objekt gedreht dargestellt wird)

Wenn wir all diese Attribute und evtl. weitere Attribute in unsere Tabelle eintragen würden, würde diese unübersichtlich groß werden.

Es ist daher sinnvoll, für jedes Objekt eine eigene kleine Tabelle mit seinen Attributen und den dazugehörigen Attributwerten anzulegen.

Da wir für unser Haus z. B. neun Rechtecke verwenden, geben wir jedem Objekt einen Namen: Um Zeit zu sparen, kürzen wir die Namen ab.

Jedes Rechteck heißt re mit einer fortlaufenden Nummer, also re0, re1.

Beispiel:

Die folgenden Karten zeigen unsere Hauswand und den Türgriff, wie sie in das Koordinatensystem gezeichnet wurden.

re0:RECHTECK kr0:KREIS

Linienfarbe=schwarz

Linienart=durchgezogen

Linienstärke=2 mm

Füllfarbe=hellrosa

Linksunten_X=5

Linksunten_Y=3

Höhe=16,4

Breite=24,5

Linienfarbe=schwarz

Linienart=durchgezogen

Linienstärke=2 mm

Füllfarbe=hellrosa

Mittelpunkt_X=14,3

Mittelpunkt_Y=5

Radius=0,5

Um sicher zu wissen, um was für eine geometrische Form es sich bei dem Objekt handelt, schreiben wir nach dem Doppelpunkt in Großbuchstaben die Art der Form, also RECHTECK und KREIS. Auf diese Weise können wir für jedes Objekt eine kleine Tabelle anlegen. Mit den Angaben in den Tabellen können wir nun komplett das Haus modellieren, wie es in der Abbildung gezeichnet ist.

Beispiel:

Darstellungen, die aus ganz einfachen geometrischen Formen bestehen, sind Piktogramme. Das sind simple Hinweisschilder, die ohne Worte auskommen und uns trotzdem ausreichend Informationen geben. Wir finden sie häufig an Bahnhöfen und Flughäfen.

Wir kennen alle die Verkehrszeichen, die uns ebenfalls wertvolle Informationen mit einfachsten grafischen Objekten liefern.

Info

In der Informatik beginnen Nummerierungen sehr häufig mit Null. An diese Konvention wollen wir uns auch halten. Das erste gezeichnete Rechteck in unserem Beispiel erhält den Namen re0.


Objekte

1. Aufgabe: Haus modellieren

Nimm deine Freihandskizze, die du von dem Gebäude erstellt hast. Zeichne die Skizze noch einmal mit Zirkel und Lineal. Verwende unterschiedliche Farben.

Erstelle eine Tabelle mit den verwendeten Objekten und ihren Maßen (Längen, Radien).

Der Schüler erledigt die Aufgabe selbstständig.

2. Aufgabe: Objekte in Gitternetz zeichnen

Zeichne mit Zirkel und Lineal auf einem karierten Blatt Papier ein Gitternetz mit X/Y-Koordinaten. Zeichne die aufgelisteten Objekte mit den vorgegebenen Maßen und Koordinaten ein. Koordinaten und Maße in der Tabelle sind in mm angegeben.

Objekt Höhe Breite Ecke links

oben X/Y

Radius Mittel-

punkt X/Y

Anfangs-

punkt X/Y

Endpunkt

X/Y

Rechteck 110 60 10/120 - - - -

Rechteck 50 40 10/120 - - - -

Rechteck 30 200 70/40 - - - -

Rechteck 10 200 70/140 - - - -

Kreis - - - 20 40/10 - -

Kreis - - - 20 190/10 - -

Kreis - - - 20 240/10 - -

Linie - - - - - 0/-10 280/-10

Was für ein Gegenstand wird mit den Objekten abgebildet?


Objekte

1. Aufgabe: Haus modellieren

Nimm deine Freihandskizze, die du von dem Gebäude erstellt hast. Zeichne die Skizze noch einmal mit Zirkel und Lineal. Verwende unterschiedliche Farben.

Erstelle eine Tabelle mit den verwendeten Objekten und ihren Maßen (Längen, Radien).

Objekt Name Anzahl Seitenlängen/Radien

Rechteck Fensterladen_1 18 1,8 x 0,8 cm

Rechteck Fensterladen_2 2 3,1 x 0,8 cm

Rechteck Fenster 9 2,0 x 1,7 cm

Rechteck Tür 1 3,3 x 1,7 cm

Rechteck Hauswand 1 9,5 x 22,0 cm

Rechteck Kamin_1 1 1,2 x 0,7 cm

Dreieck Kamin_2 1 0,3 cm, 0,7 cm, 0,8 cm

Dreieck Dach 1 22,0 cm, 12,3 cm, 12,3 cm

Linie Fensterkreuz_senkrecht_1 9 2,0 cm

Linie Fensterkreuz_senkrecht_2 1 3,3 cm

Linie Fensterkreuz_waagrecht_1 12 1,7 cm

2. Aufgabe: Objekte in Gitternetz zeichnen

Zeichne mit Zirkel und Lineal auf einem karierten Blatt Papier ein Gitternetz mit X/Y-Koordinaten. Zeichne die aufgelisteten Objekte mit den vorgegebenen Maßen und Koordinaten ein. Koordinaten und Maße in der Tabelle sind in mm angegeben.

Was für ein Gegenstand wird mit den Objekten abgebildet?

Die Abbildung zeigt einen Lastwagen.


Klassen

Die unterschiedlichen geometrischen Formenarten, die wir bis jetzt gezeichnet haben, besitzen zum Teil unterschiedliche Attribute. Kreise haben einen Radius, Rechtecke haben Kantenlängen. Jede Formenart hat also ganz spezifische Attribute. Die Objekte jeder Formenart selbst unterscheiden sich nur durch ihre Attributwerte.

In unserem Beispiel haben alle Rechtecke die gleichen Attribute jedoch verschiedene Attributwerte (Farbe, Linienstärke, Maße, Koordinaten). Diese verschiedenen Objekte sind alle unter dem Überbegriff Rechteck zusammengefasst oder auch klassifiziert. Alle Objekte einer bestimmten geometrischen Form haben die gleichen Attribute.

In der Informatik nennen wir einen solchen Überbegriff KLASSE. Sämtliche geometrischen Formen, die wir bisher gezeichnet haben, sind Objekte, die jeweils einer bestimmten Klasse zugeordnet werden können. Wir haben bisher Objekte der Klassen DREIECK, RECHTECK und KREIS verwendet.

Wenn wir einfache geometrische Objekte zeichnen wollen, können wir noch weitere Klassen bilden: LINIE, ELLIPSE, QUADRAT.

Man kann manche der oben abgebildeten Klassen zusammenfassen. Ein Quadrat können wir auch mit der Klasse RECHTECK modellieren, wenn wir zwei gleiche Seitenlängen festlegen. Ein Kreis ist in einer Ellipse enthalten.

Es gibt also verschiedene Möglichkeiten, Objekte und Klassen zu definieren.

Auch komplexere Gegenstände sind Objekte und Mitglieder von Klassen, wie die folgenden Beispiele zeigen.

Beispiele für Objekte und Klassen:

Ein bestimmtes Auto ist ein Objekt der Klasse PKW.

In der Abbildung ist das Auto VW Golf ein Objekt der Klasse PKW (Personenkraftwagen) mit den Attributen Hubraum, Farbe, Leistung und Geschwindigkeit und den entsprechenden Attributwerten. Mit dieser Schreibweise kannst du alle dir bekannten PKWs als Objekte der Klasse PKW beschreiben bzw. modellieren.

Info

Den Begriff Klasse kennst du bestimmt schon aus der Biologie. Alle Tiere, die auf der Erde leben, werden in Klassen eingeteilt. Genauso macht man es bei den Pflanzen. Wir Menschen werden z. B. der Klasse der Säugetiere zugerechnet. Um mit der Sprache der Informatiker zu sprechen, sind Menschen also Objekte der Klasse Säugetiere. Die biologische Klassifizierung wird Taxonomie genannt.

Wir können auch PKW als Objekt der Klasse FAHRZEUG definieren. Weitere Objekte dieser Klasse sind dann LKW (Lastkraftwagen), Wohnmobil, Bus, vielleicht noch Motorrad. Die Begriffe Objekt, Klasse, Attribut können für alle Gegenstände willkürlich gewählt werden, solange sie logisch sind. Wir werden jedoch darauf achten, dass wir eine sinnvolle Klassifizierung vornehmen.

Die Idee der Klassen und Objekte lässt sich auf viele Bereiche der realen Welt anwenden.

Alle Gegenstände, die sich in eine Kategorie mit gemeinsamen Eigenschaften einordnen lassen, können wir als Objekte einer bestimmten Klasse (Kategorie) zuordnen.

Äpfel, Birnen, Trauben, Pflaumen sind Objekte der Klasse OBST. Obst, Gemüse, Fleisch, Käse sind Objekte der Klasse LEBENSMITTEL.

Bier, Wein, Limonade sind Objekte der Klasse GETRÄNKE.

Einfamilienhäuser, Mehrfamilienhäuser sind Objekte der Klasse GEBÄUDE.


Objektkarten

Wer kennt Quartettspiele nicht? Es gibt Autoquartett, Flugzeugquartett, Tierquartett, Schiffsquartett und vieles mehr.

Auf normalen Spielkarten sind z. B. Autos abgebildet und ihre technischen Daten beschrieben (Hubraum, Leistung usw.). Jede Karte selbst ist ein Objekt des Kartenspiels.

Gleichzeitig beschreibt die Karte ein Objekt, das es in der Wirklichkeit gibt, hier in der Abbildung das Objekt Ford Fiesta der Klasse AUTO. Die Attribute des Objektes sind Eigenschaften, die alle Objekte einer Klasse gemeinsam haben.

Je vier Karten bilden einen Satz, in unserem Autoquartett C1, C2, C3, C4. Diese vier Karten sind Objekte der Klasse CITY. Ein Quartettspiel bietet also mehrere Möglichkeiten der Klassifizierung.

Die Spielkarten haben große Ähnlichkeit mit unseren Tabellen, die die Objekte in unserem Hausbeispiel beschreiben.

In der ersten Zeile steht der Objektname, darunter die Attribute mit ihren Attributwerten. Es ist sehr praktisch, Objekte und Klassen auf Karten zu schreiben.

Deshalb wird diese Modellierungstechnik auch in der Informatik angewendet.

Objekte werden mit Objektkarten beschrieben.

Klassen werden mit Klassenkarten beschrieben.

Zu den Klassenkarten kommen wir später.

Eine Objektkarte ist folgendermaßen aufgebaut:

Wie in unserer Tabelle schreiben wir in die ersten Zeile den Objektnamen (O_Name) und hinter dem Doppelpunkt den Klassennamen (K_NAME). Darunter stehen die Attribute und hinter einem Gleichheitszeichen die Attributwerte. Objekt- und Klassenname werden durch eine horizontale Linie von den Attributen getrennt.

In einer Objektkarte steht gewöhnlich pro Zeile ein Attribut mit einem Attributwert. Du kannst also nicht schreiben:

Seitenlängen = 5 x 4 cm,

sondern schreibst in zwei Zeilen:

Höhe = 5 cm

Breite = 4 cm

Objektkarten haben abgerundete Ecken.

Um in der Informatik ein Attribut zu modellieren, verwenden wir die sogenannte Punktnotation. Das sind feste Regeln, wie am Computer die Eigenschaft eines Objektes beschrieben wird. Allgemein lautet diese:

Objektname.Attributname:=Attributwert

oder

Objektname.Attributname=Attributwert

Je nach Computerprogramm ist das ein bisschen unterschiedlich. Auf unser Rechteck angewendet lautet die Punktnotation:

re0.füllfarbe:=hellrosa

re0.linienfarbe:=schwarz

bzw.

re0.füllfarbe=hellrosa

re0.linienfarbe=schwarz

Mit den Angaben auf der Objektkarte können wir das Objekt auf ein Blatt Papier zeichnen. Die Punktnotation auf unsere Quartettspiele angewandt lautet z. B.:

Ford Fiesta.Hubraum:=1,4 Liter

MS JOHANN STRAUSS.Passagiere:=180

McDonnel Phantom F.G.R..Geschwindigkeit:=2230 km/h

Dickhäuter.BREITMAULNASHORN.Größe:=200 Zentimeter

Achtung! Wenn die Punktnotation beim Programmieren mit dem Computer benutzt wird,

sind Leerzeichen und bestimmte Sonderzeichen (zusätzliche Punkte, Kommata) nicht erlaubt. Man behilft sich dann z. B. mit FordFiesta oder Ford_Fiesta.


Objektkarten

1. Aufgabe: Objekte erkennen und Objektkarten erstellen

Welche Objekte kannst du in der Grafik erkennen? Gib jedem Objekt einen Namen. Trage Objektname, Klasse und die Attribute, die du erkennen kannst, in die Objektkarten ein.

Versuche, diese Objekte mit der Zeichenfunktion eines Textverarbeitungsprogramms nachzuzeichnen (optional).

2. Aufgabe: eigene Objektkarte erstellen

Du bist ein Schüler, also ein Objekt der Klasse SCHÜLER. Du hast einen Namen, ein bestimmtes Alter, Größe und Haarfarbe, lebst in deinem Wohnort, hast ein Lieblingshobby und eine Lieblingssportart.

Erstelle eine Objektkarte von dir selbst.



Objektkarten

1. Aufgabe: Objekte erkennen und Objektkarten erstellen

Welche Objekte kannst du in der Grafik erkennen? Gib jedem Objekt einen Namen. Trage Objektname, Klasse und die Attribute, die du erkennen kannst, in die Objektkarten ein.

Versuche, diese Objekte mit der Zeichenfunktion eines Textverarbeitungsprogramms nachzuzeichnen (optional).

2. Aufgabe: eigene Objektkarte erstellen

Du bist ein Schüler, also ein Objekt der Klasse SCHÜLER. Du hast einen Namen, ein bestimmtes Alter, Größe und Haarfarbe, lebst in deinem Wohnort, hast ein Lieblingshobby und eine Lieblingssportart.

Erstelle eine Objektkarte von dir selbst.


Klassenkarten

Klassen werden mit Klassenkarten beschrieben. In der ersten Zeile der Karte steht der Klassenname (K_NAME). Klassennamen schreiben wir mit Großbuchstaben. Unter einer horizontalen Linie werden die Attribute, die alle Objekte dieser Klasse gemeinsam haben, aufgelistet. Unter einer weiteren horizontalen Linie sind die Methoden aufgelistet, die mit den Objekten der Klasse ausgeführt werden können. Zu den Methoden kommen wir später.

In der Klassenkarte findest du alle Attribute, die die Objekte dieser Klasse besitzen. Mithilfe der

Klassenkarte kannst du Objektkarten erstellen.

Die Klassenkarte ist die Vorlage für die Objektkarten.

Klassenkarten haben keine gerundeten Ecken.

Die Form und Gliederung der Karten sowie Groß- und Kleinschreibung dienen dir dazu, sofort zu erkennen, welche Art von Karte du vor dir hast.

Info

Die Schreibweise O_Name bzw. K_NAME ist ein Relikt aus früheren Zeiten, als in der Computertechnik für Datennamen keine Leerzeichen und Sonderzeichen wie Bindestrich verwendet werden durften. Viele Informatiker haben diese Art der Datennamen bis heute beibehalten.


Klassenkarten

Aufgaben

1. Aufgabe: Eigene Klassenkarte erstellen

Als Objekt der Klasse SCHÜLER singst du gern, redest du gern, kannst pfeifen und die Hand geben.

Erstelle eine Klassenkarte von dir selbst mit den Angaben, die du schon in deiner Objektkarte gemacht hast.


Klassenkarten

1. Aufgabe: Eigene Klassenkarte erstellen

Als Objekt der Klasse SCHÜLER singst du gern, redest du gern, kannst pfeifen und die Hand geben.

Erstelle eine Klassenkarte von dir selbst mit den Angaben, die du schon in deiner Objektkarte gemacht hast.

Anmerkung: Die Methode Handgeben() besitzt keine Argumente.


Methoden

Eine Methode ist eine Tätigkeit, die mit einem Objekt durchgeführt werden kann, wie z. B. das Ändern eines Attributwerts. Willst du ein Objekt an eine andere Stelle im Gitternetz verschieben, änderst du die Position bzw. die Attributwerte der Koordinaten. Wird das Objekt gedreht, wird das Attribut Winkel geändert. Jede Klasse hat ihre eigenen Methoden genauso wie sie ihre eigenen Attribute hat. Das Erstellen eines Objektes, also das Zeichnen, ist bereits eine Methode, die mit diesem Objekt durchgeführt wird.

Wenn wir also ein Rechteck mit dem Computer zeichnen wollen, brauchen wir als erstes eine Methode zum Zeichnen.

Wollen wir die Position oder Größe des Objekts ändern, brauchen wir weitere Methoden wie verschieben, drehen, strecken usw.

Mit einer Methode wird

meistens ein Attributwert

geändert. Für ein Auto können wir z. B. die Methode fahren definieren. Damit lassen wir in unserer Modellierung das Auto von einem Punkt zu einem anderen fahren.

Eine Methode besteht aus zwei Teilen:

1. Aktionen. Was soll mit dem Objekt gemacht werden? Beispiele: Füllfarbe setzen, Linienfarbe setzen, drehen, verschieben usw.

2. Argumenten/Parametern. Welcher Attributwert wird geändert? Beispiele: rot, grün, 2 mm usw.

Um Methoden zu modellieren, verwenden wir wieder die Punktnotation:

Objektname.Methodenname(Wert)

Wir schreiben zuerst den Objektnamen mit einem Punkt, danach den Namen der Methode. Den Wert, der geändert werden soll, schreiben wir in Klammern. Das Ausführen einer Methode wird Methodenaufruf genannt. Der Wert in Klammern heißt Parameter oder Argument.

Objektname.Methodenname(Argument)

Es gibt Methoden, die keine Argumente benötigen. Die Klammern müssen trotzdem geschrieben werden.

Wir übergeben der Methode einen Parameter bzw. ein Argument. Mit den beiden Programmen EOS und Object-Draw, mit denen wir später arbeiten werden, können wir diese Methoden programmieren bzw. aufrufen.

Mit dem Programm Object-Draw sind für ein Rechteck folgende Methoden möglich:

Man kann also jede Menge Dinge mit dem Rechteck anstellen. Wir sehen, dass einzelne Methoden ohne Argumente auskommen wie z. B. kopieren().

Um das Beispielrechteck oben zu modellieren, müssten wir folgende Methoden aufrufen:

re0.zeichnen()

re0.Linienfarbe.setzen(schwarz)

re0.LinienartSetzen(durchgezogen)

re0.LinienStärke(2 mm)

re0.FüllfarbeSetzen (hellrosa)

usw.

Diese Methoden werden automatisch aufgerufen, wenn wir das Rechteck mithilfe des Programms Object-Draw mit der Maus zeichnen.

So wird dem Computer mitgeteilt, wie er das gezeichnete Objekt darstellen soll. Das funktioniert mit allen Programmen so, mit denen wir Objekte zeichnen können (Word, Writer, Draw, PowerPoint usw.). Jeder Mausklick in einem objektorientierten Programm löst eine Methode aus.

Die folgende Abbildung zeigt die Klassenkarte für die Klasse LINIE in Object-Draw.

Das Programm Object-Draw lernen wir im nächsten Abschnitt ausführlich kennen.

In manchen Programmen kannst du die Methodenaufrufe von Hand eingeben, die der Computer dann ausführt. Das sind dann einfache objektorientierte Programme. Richtige Computerprogramme bestehen aus Tausenden oder gar Millionen von Methodenaufrufen und anderen Computerbefehlen. Dieser Programmcode ist für den normalen Programmbenutzer nicht sichtbar. Er wird im Hintergrund ausgeführt, der Benutzer sieht nur die Ergebnisse.

In dem Zeichenprogramm Object-Draw werden alle Methodenaufrufe protokolliert, die durch das Zeichnen und Verändern von Objekten erzeugt werden, mit Ausnahme der Methode zeichnen(). Wir können beobachten, welche Befehle der Computer erhält und ausführt.

Die nächste Abbildung zeigt die Methodenaufrufe, die erforderlich waren, um ein Rechteck zu zeichnen.

Mit dem letzten Methodenaufruf re0.LinienstärkeSetzen( 3,00 mm )

wurde nach dem Zeichnen das Attribut Linienstärke geändert. Das Maussymbol am Anfang jeder Zeile besagt, dass die Aktionen mit der Maus durchgeführt wurden.


Methoden

1. Aufgabe: Methoden aufrufen

In der Abbildung siehst du die Klassenkarte für die Klasse RECHTECK aus dem Programm Object-Draw.

Das bereits existierende Rechteck re2 soll um 20 mm in X-Richtung und um 4 cm in Y-Richtung verschoben werden. Seine Farbe soll auf Rot geändert werden. Es soll um 45 Grad gedreht werden. Schließlich soll es eine blaue, gestrichelte Randlinie erhalten. Dupliziere das Objekt.

Schreibe mithilfe der Punktnotation die entsprechenden Methodenaufrufe, die laut Klassenkarte dafür vorgesehen sind.



Methoden

1. Aufgabe: Methoden aufrufen

In der Abbildung siehst du die Klassenkarte für die Klasse RECHTECK aus dem Programm Object-Draw.

Das bereits existierende Rechteck re2 soll um 20 mm in X-Richtung und um 4 cm in Y-Richtung verschoben werden. Seine Farbe soll auf Rot geändert werden. Es soll um 45 Grad gedreht werden. Schließlich soll es eine blaue, gestrichelte Randlinie erhalten. Dupliziere das Objekt.

Schreibe mithilfe der Punktnotation die entsprechenden Methodenaufrufe, die laut Klassenkarte dafür vorgesehen sind.

re2.verschieben( 20 mm, 4 cm )

re2.FüllfarbeSetzen( rot )

re2.drehen( 45 )

re2.LinienfarbeSetzen( blau )

re2.LinienartSetzen( gestrichelt )

re2.kopieren()

Anmerkung: die Methode kopieren() benötigt kein Argument.

Informatik OTG Objektorientierung


Modellierung – Objekte – Klassen – Methoden

Lernzielkontrolle

1. Was ist die einfachste Form einer bildlichen Darstellung eines Gegenstandes?

2. Was ist der Vorteil von Freihandskizzen?

3. Erläutere die Begriffe Modell und Modellierung.

4. Nenne mindestens zwei Modelle aus der Geografie.

5. Aus welchen Elementen besteht eine einfache Freihandskizze z. B. von einem Gebäude?

6. Wie werden diese Elemente bezeichnet?

7. Was ist der Unterschied zwischen Attribut und Attributwert? Nenne je zwei Beispiele.

8. Sind Objekte real?

9. Was benötigen wir, um einen Gegenstand zu modellieren?

10. Wie legst du die Position eines Objekts fest?

11. Was ist ein Piktogramm?

12. Nenne ein Hauptmerkmal einer Klasse.

13. Nenne irgendein Objekt aus deiner Umwelt und die Klasse, der du das Objekt zuordnen würdest.

14. Was ist beim Schreiben von Objektkarten zu beachten?Wo sind dir schon einmal Objektkarten begegnet?

15. Beschreibe mithilfe der Punktnotation die Eigenschaft „blaue Füllfarbe“ eines Rechtecks.

16. Welche Angaben enthalten Objektkarten, die du in Klassenkarten nicht findest? Warum? Nenne ein Beispiel.

17. Wie werden Methoden aufgerufen?

18. Wozu werden die Klammern im Methodenaufruf verwendet?

19. Was bedeuten leere Klammern hinter einem Methodenaufruf? Nenne ein Beispiel.

20. Was passiert, wenn wir mit der Maus am Computer ein grafisches Objekt zeichnen?

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