Objektorientierte Programmierung mit Java unter BlueJ Beziehungen zwischen Klassen/Objekten...

Objektorientierte Programmierung mit Java unter BlueJ

Beziehungen zwischen Klassen/Objekten (Grundlagen):

VererbungObjektinteraktion

Christoph Oberweis 2008

Teil 2

2

Agenda

Vererbung Klassendiagramme Objekte erzeugen Abstrakte Klassen Objektinteraktion Objekte erzeugen Objekte Quellen

C.O.

Vererbung

Klassen- diagramme

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Abstrakte Klassen

Objektinter-aktion

Objekte erzeugen Objekte

Quellen

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3

Vererbung: Wo sie herkommt

C.O.

Das Entity-Relationship-Modell als semantisches Datenmodell kennt den is-a (ist-ein) Beziehungstyp: Ein Entitätstyp besitzt alle Attribute eines anderen Entitätstyps und zusätzlich noch andere Attribute.

Person hat z. B. die Attribute Name, Adresse, bei Mitarbeiter kommt z. B. das Eintritts-Datum in die Firma hinzu, Kunde könnte z. B. eine Angabe hinsichtlich der Bonität haben.

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4C.O.

Vererbung: Generalisierung und Spezialisierung

Eine Klasse ist eine Spezialisierung einer anderen Klasse, wenn sie zusätzlich zu den Datenfeldern der anderen Klasse eigene besitzt (z.B. bei PKW: Attribut „Anzahl Türen“). Mit „ist ein“ wird das Verhältnis von Spezialisierung zu Generalisierung beschrieben.

Fahrrad ist ein Fahrzeug Kraftfahrzeug ist ein Fahrzeug PKW ist ein Kraftfahrzeug Kleinlaster ist ein Kraftfahrzeug

In der OOP wird eine Spezialisierung durch Vererbung realisiert.In der OOP wird eine Spezialisierung durch Vererbung realisiert.

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5

Vererbung: UML-Notation

C.O.

Der Pfeil zeigt auf die Oberklasse, von der die Unterklasse „erbt“, d. h. die Oberklasse gibt Eigenschaften an diese weiter.

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Beispiel 1

C.O.

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Aufgabe 1

C.O.

1. Implementieren Sie bitte die drei Klassen der vorherigen Folie in BlueJ!

2. Nehmen Sie bitte in den Unterklassen folgende Veränderungen vor:

public class Werkzeug_einfach extends Artikel

public class Werkzeug_elektro extends Artikel



Die Konstruktoren der Unterklassen müssen die Datenfelder der Oberklasse mit berücksichtigen:

public Werkzeug_einfach(int aNum, String aBez, double nPreis, String dieGroesse, String dieAnwendung)

Im Konstruktor der Unterklassen:

super(aNum, aBez, nPreis);

Die Konstruktoren der Unterklassen müssen die Datenfelder der Oberklasse mit berücksichtigen:


Im Konstruktor der Unterklassen:


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Programmtest

C.O.

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Datenfelder der Oberklasse

C.O.

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Methode – geerbt!

C.O.

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Quellcode: Oberklasse

C.O.

public class Artikel{ private int artikelnummer; private String bezeichnung; private double nettopreis; public Artikel(int aNum, String aBez, double nPreis) { artikelnummer = aNum; bezeichnung = aBez; nettopreis = nPreis; }

public double bruttoAusgeben() { return nettopreis * 1.19; } }

public class Artikel{ private int artikelnummer; private String bezeichnung; private double nettopreis; public Artikel(int aNum, String aBez, double nPreis) { artikelnummer = aNum; bezeichnung = aBez; nettopreis = nPreis; }

public double bruttoAusgeben() { return nettopreis * 1.19; } }

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Quellcode: Subklasse 1

C.O.

public class Werkzeug_einfach extends Artikel { private String groesse; private String anwendung;

public Werkzeug_einfach(int aNum, String aBez, double nPreis, String dieGroesse, String dieAnwendung) { super(aNum, aBez, nPreis); groesse = dieGroesse; anwendung = dieAnwendung; }}

public class Werkzeug_einfach extends Artikel { private String groesse; private String anwendung;

public Werkzeug_einfach(int aNum, String aBez, double nPreis, String dieGroesse, String dieAnwendung) { super(aNum, aBez, nPreis); groesse = dieGroesse; anwendung = dieAnwendung; }}

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Quellcode: Subklasse 2

C.O.

public class Werkzeug_elektro extends Artikel { private int leistung; // in Watt private String zusatz; // z. B. Koffer ...

public Werkzeug_elektro(int aNum, String aBez, double nPreis, int dieLeistung, String derZusatz) { super(aNum, aBez, nPreis); leistung = dieLeistung; zusatz = derZusatz; }}

public class Werkzeug_elektro extends Artikel { private int leistung; // in Watt private String zusatz; // z. B. Koffer ...

public Werkzeug_elektro(int aNum, String aBez, double nPreis, int dieLeistung, String derZusatz) { super(aNum, aBez, nPreis); leistung = dieLeistung; zusatz = derZusatz; }}

Aufgabe: Versehen Sie bitte den Quellcode mit Kommentaren!Aufgabe: Versehen Sie bitte den Quellcode mit Kommentaren!

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14

Schönheitsfehler

C.O.

1. Von der Oberklasse lässt sich ein Objekt erzeugen, obwohl das in der Regel eher wenig Sinn macht.

2. Ein direkter Zugriff auf die Datenfelder der Oberklasse aus den Subklassen wird verhindert („private“).

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Schönheitsfehler: Reparatur

C.O.

Von der Oberklasse lässt sich ein Objekt erzeugen, obwohl das in der Regel eher wenig Sinn macht.

Abhilfe:

public abstract class Artikel

Verhindert, dass eine Instanz von „Artikel“ erzeugt werden kann!

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16

Schönheitsfehler: Reparatur

C.O.

Ein direkter Zugriff auf die Datenfelder der Oberklasse aus den Subklassen wird verhindert („private“).

Lösung:

protected int artikelnummer;

protected String bezeichnung;

protected double nettopreis;

Zugriff für Subklassen möglich, Kapselung bleibt erhalten!

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Beispiel 2

C.O.

preisMengegroesser10(): Berechnung des Mengenrabatts beim Kauf von mehr als 10 gleiche Artikel.

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18

Lösung: Oberklasse

C.O.


{




public Artikel(int aNum, String aBez, double nPreis)

{

artikelnummer = aNum;

bezeichnung = aBez;

nettopreis = nPreis;

}

public double bruttoAusgeben()

{

return nettopreis * 1.19;

}

}


{




public Artikel(int aNum, String aBez, double nPreis)

{

artikelnummer = aNum;

bezeichnung = aBez;

nettopreis = nPreis;

}

public double bruttoAusgeben()

{

return nettopreis * 1.19;

}

}

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19

Lösung: Subklasse 1

C.O.


{

private String groesse;

private String anwendung;


{


groesse = dieGroesse;

anwendung = dieAnwendung;

}

public double preisMengegroesser10()

{

return (nettopreis * 0.9);

}

}


{

private String groesse;

private String anwendung;


{


groesse = dieGroesse;

anwendung = dieAnwendung;

}

public double preisMengegroesser10()

{

return (nettopreis * 0.9);

}

}

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20

Lösung: Subklasse 2

C.O.


{

private int leistung; // in Watt

private String zusatz; // z. B. Koffer ...

public Werkzeug_elektro(int aNum, String aBez, double nPreis, int dieLeistung, String derZusatz)

{


leistung = dieLeistung;

zusatz = derZusatz;

}

}


{

private int leistung; // in Watt

private String zusatz; // z. B. Koffer ...

public Werkzeug_elektro(int aNum, String aBez, double nPreis, int dieLeistung, String derZusatz)

{


leistung = dieLeistung;

zusatz = derZusatz;

}

}

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21

Objektinteraktion

C.O.

Neben der Vererbung existiert noch ein weiteres wichtige Konzept hinsichtlich der Beziehungen zwischen Klassen.

Häufig ist es sinnvoll (und in der Praxis unumgänglich), ein Problem in Teilprobleme zu zerlegen.

Eine Rechnung setzt sich z. B. zusammen aus Rechnungskopf-Daten, Positionszeilen (gekaufte Artikel) und dem Rechnungsfuß.

Das Objekt Rechnung könnte also in diese drei „Bereiche“ zerlegt werden (Modularisierung).

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22

Ein Beispiel

C.O.

Die Positionszeile mit den Artikeln muss jetzt „irgendwie“ zum Rechnungs-kopf in Beziehung gesetzt werden. Beachte: Das Konzept der Vererbung löst das Problem nicht!

Die Positionszeile mit den Artikeln muss jetzt „irgendwie“ zum Rechnungs-kopf in Beziehung gesetzt werden. Beachte: Das Konzept der Vererbung löst das Problem nicht!

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Nutzer - Beziehung

C.O.

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Grundgedanke: Das Objekt „Rechnung“ erzeugt (automatisch) „Hilfsobjekte“, welche bestimmte Aufgaben übernehmen, z. B. Berechnung des Brutto-Betrags.

Das Objekt „Rechnung“ benutzt dann also das Objekt „Gesamtbetrag_rechnen“.

24

Der Rechnungsfuß

C.O.

Summe : 120,00 Euro

Abzüglich 3% Rabatt : 3,60 Euro

Nettobetrag : 116,40 Euro

MwSt. (19)% : 22,12 Euro

zu zahlender Rechnungsbetrag : 138,52 Euro

Summe : 120,00 Euro



MwSt. (19)% : 22,12 Euro


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Analyse

C.O.

Summe : 120,00 Euro



MwSt. (19)% : 22,12 Euro


Summe : 120,00 Euro



MwSt. (19)% : 22,12 Euro


Teilaufgaben, diese können ausgegliedert und getrennt erstellt werden: Modularisierung

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26

Teilaufgaben sind Objekte

C.O.

Summe : 120,00 Euro



MwSt. (19)% : 22,12 Euro


Summe : 120,00 Euro



MwSt. (19)% : 22,12 Euro


Lösung der Teilaufgaben durch Objekte, die sich allerdings sehr ähnlich sind

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27

Eine Klasse – mehrere Objekte

C.O.

Summe : 120,00 Euro



MwSt. (19)% : 22,12 Euro


Summe : 120,00 Euro



MwSt. (19)% : 22,12 Euro


Lösung der Teilaufgaben durch Objekte, die sich allerdings sehr ähnlich sind

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28

Lösung: „Die Klasse zum Rechnen“

C.O.

public class Betrag_berechnen

{

private int proz;

public Betrag_berechnen(int prozent)

{

proz = prozent;

}

public double rech_und_gibBetrag(double betrag)

{

return ((betrag * proz) / 100) + betrag;

}

}

public class Betrag_berechnen

{

private int proz;

public Betrag_berechnen(int prozent)

{

proz = prozent;

}

public double rech_und_gibBetrag(double betrag)

{

return ((betrag * proz) / 100) + betrag;

}

}

Mwst oder RabattVererbung

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29

Ein Objekt erzeugt Objekte:

C.O.

public class Rechnung

{

private Betrag_berechnen rab;

private Betrag_berechnen mwst;

private double nettorab;

private double endBetrag;

public Rechnung()

{

rab = new Betrag_berechnen (-3);

mwst = new Betrag_berechnen (19);

}

public void rechne_und_aktualisiere(double nettoPreis)

{

nettorab = rab.rech_und_gibBetrag(nettoPreis);

endBetrag = mwst.rech_und_gibBetrag(nettorab);

}

}

public class Rechnung

{



private double nettorab;

private double endBetrag;

public Rechnung()

{



}

public void rechne_und_aktualisiere(double nettoPreis)

{



}

}

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30

Und wie funktioniert es?

C.O.













Erklären Sie bitte die oben stehenden vier Code-Zeilen!

Versehen Sie bitte den Quellcode mit Kommentaren!

Hilfe: Quellenangabe am Ende dieser Präsentation

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Objektinteraktion in Aktion!

C.O.

1. Rechnung „benutzt“ Betrag_berechnen(in BlueJ dargestellt als gestrichelter Pfeil)

1. Rechnung „benutzt“ Betrag_berechnen(in BlueJ dargestellt als gestrichelter Pfeil)

2. Test2. Test 3. Es funktioniert!3. Es funktioniert!

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Quellen

C.O.

Balzert, Helmut: Lehrbuch Grundlagen der Informatik.- Spektrum Verlag

Barnes, D. u. Kölling, M.: Java lernen mit BlueJ.- Pearson-Verlag

Das BlueJ Tutorial http://www.bluej.org/download/download.html

http://jerry.c-lab.de/java/21Tage/kap02.htm

http://openbook.galileocomputing.de/javainsel7/javainsel_06_006.htm#mje036077517a5d928d3e7974ed4ca9777

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