Rheinwerk Computing < openbook >


 
Inhaltsverzeichnis
Materialien
Vorwort
1 Java ist auch eine Sprache
2 Imperative Sprachkonzepte
3 Klassen und Objekte
4 Arrays und ihre Anwendungen
5 Der Umgang mit Zeichenketten
6 Eigene Klassen schreiben
7 Objektorientierte Beziehungsfragen
8 Ausnahmen müssen sein
9 Geschachtelte Typen
10 Besondere Typen der Java SE
11 Generics<T>
12 Lambda-Ausdrücke und funktionale Programmierung
13 Architektur, Design und angewandte Objektorientierung
14 Java Platform Module System
15 Die Klassenbibliothek
16 Einführung in die nebenläufige Programmierung
17 Einführung in Datenstrukturen und Algorithmen
18 Einführung in grafische Oberflächen
19 Einführung in Dateien und Datenströme
20 Einführung ins Datenbankmanagement mit JDBC
21 Bits und Bytes, Mathematisches und Geld
22 Testen mit JUnit
23 Die Werkzeuge des JDK
A Java SE-Module und Paketübersicht
Stichwortverzeichnis


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Java ist auch eine Insel von Christian Ullenboom

Einführung, Ausbildung, Praxis
Buch: Java ist auch eine Insel


Java ist auch eine Insel

Pfeil3 Klassen und Objekte
Pfeil3.1 Objektorientierte Programmierung (OOP)
Pfeil3.1.1 Warum überhaupt OOP?
Pfeil3.1.2 Denk ich an Java, denk ich an Wiederverwendbarkeit
Pfeil3.2 Eigenschaften einer Klasse
Pfeil3.2.1 Klassenarbeit mit Point
Pfeil3.3 Natürlich modellieren mit der UML (Unified Modeling Language) *
Pfeil3.3.1 Hintergrund und Geschichte der UML *
Pfeil3.3.2 Wichtige Diagrammtypen der UML *
Pfeil3.3.3 UML-Werkzeuge *
Pfeil3.4 Neue Objekte erzeugen
Pfeil3.4.1 Ein Exemplar einer Klasse mit dem Schlüsselwort new anlegen
Pfeil3.4.2 Deklarieren von Referenzvariablen
Pfeil3.4.3 Jetzt mach mal ’nen Punkt: Zugriff auf Objektattribute und -methoden
Pfeil3.4.4 Der Zusammenhang von new, Heap und Garbage-Collector
Pfeil3.4.5 Überblick über Point-Methoden
Pfeil3.4.6 Konstruktoren nutzen
Pfeil3.5 ZZZZZnake
Pfeil3.6 Pakete schnüren, Importe und Compilationseinheiten
Pfeil3.6.1 Java-Pakete
Pfeil3.6.2 Pakete der Standardbibliothek
Pfeil3.6.3 Volle Qualifizierung und import-Deklaration
Pfeil3.6.4 Mit import p1.p2.* alle Typen eines Pakets erreichen
Pfeil3.6.5 Hierarchische Strukturen über Pakete und die Spiegelung im Dateisystem
Pfeil3.6.6 Die package-Deklaration
Pfeil3.6.7 Unbenanntes Paket (default package)
Pfeil3.6.8 Compilationseinheit (Compilation Unit)
Pfeil3.6.9 Statischer Import *
Pfeil3.7 Mit Referenzen arbeiten, Vielfalt, Identität, Gleichwertigkeit
Pfeil3.7.1 null-Referenz und die Frage der Philosophie
Pfeil3.7.2 Alles auf null? Referenzen testen
Pfeil3.7.3 Zuweisungen bei Referenzen
Pfeil3.7.4 Methoden mit Referenztypen als Parametern
Pfeil3.7.5 Identität von Objekten
Pfeil3.7.6 Gleichwertigkeit und die Methode equals(…)
Pfeil3.8 Zum Weiterlesen
 

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3    Klassen und Objekte Zur vorigen ÜberschriftZur nächsten Überschrift

»Nichts auf der Welt ist so gerecht verteilt wie der Verstand. Denn jedermann ist davon überzeugt, dass er genug davon habe.«

– René Descartes (1596–1650)

 

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3.1    Objektorientierte Programmierung (OOP) Zur vorigen ÜberschriftZur nächsten Überschrift

In einem Buch über Java-Programmierung müssen mehrere Teile vereinigt werden:

  • zunächst die grundsätzliche Programmierung nach dem imperativen Prinzip (Variablen, Operatoren Fallunterscheidung, Schleifen, einfache statische Methoden) in einer neuen Grammatik für Java,

  • dann die Objektorientierung (Objekte, Klassen, Vererbung, Schnittstellen), erweiterte Möglichkeiten der Java-Sprache (Ausnahmen, Generics, Lambda-Ausdrücke) und zum Schluss

  • die Bibliotheken (String-Verarbeitung, Ein-/Ausgabe …).

Dieses Kapitel stellt das Paradigma der Objektorientierung in den Mittelpunkt und zeigt die Syntax, wie etwa in Java Klassen realisiert werden und Attribute und Methoden eingesetzt werden.

[»]  Hinweis

Java ist natürlich nicht die erste objektorientierte Sprache (OO-Sprache), auch C++ war nicht die erste. Klassischerweise gelten Smalltalk und insbesondere Simula-67 aus dem Jahr 1967 als Stammväter aller OO-Sprachen. Die eingeführten Konzepte sind bis heute aktuell, darunter die vier allgemein anerkannten Prinzipien der OOP: Abstraktion, Kapselung, Vererbung und Polymorphie.[ 105 ](Keine Sorge, alle vier Grundsäulen werden in den nächsten Kapiteln ausführlich beschrieben! )

 

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3.1.1    Warum überhaupt OOP? Zur vorigen ÜberschriftZur nächsten Überschrift

Da Menschen die Welt in Objekten wahrnehmen, wird auch die Analyse von Systemen häufig schon objektorientiert modelliert. Doch mit prozeduralen Systemen, die lediglich Unterprogramme als Ausdrucksmittel haben, wird die Abbildung des objektorientierten Designs in eine Programmiersprache schwer, und es entsteht ein Bruch. Im Laufe der Zeit entwickeln sich Dokumentation und Implementierung auseinander; die Software ist dann schwer zu warten und zu erweitern. Besser ist es, objektorientiert zu denken und dann eine objektorientierte Programmiersprache zur Abbildung zu haben.

[»]  Hinweis

Bad code can be written in any language.

Identität, Zustand, Verhalten

Die in der Software abgebildeten Objekte haben drei wichtige Eigenschaften:

  • Jedes Objekt hat eine Identität.

  • Jedes Objekt hat einen Zustand.

  • Jedes Objekt zeigt ein Verhalten.

Diese drei Eigenschaften haben wichtige Konsequenzen: zum einen, dass die Identität des Objekts während seines Lebens bis zu seinem Tod dieselbe bleibt und sich nicht ändern kann. Zum anderen werden die Daten und der Programmcode zur Manipulation dieser Daten als zusammengehörig behandelt. In prozeduralen Systemen finden sich oft Szenarien wie das folgende: Es gibt einen großen Speicherbereich, auf den alle Unterprogramme irgendwie zugreifen können. Bei den Objekten ist das anders, da sie logisch ihre eigenen Daten verwalten und die Manipulation überwachen.

In der objektorientierten Softwareentwicklung geht es also darum, in Objekten zu modellieren und dann zu programmieren. Das Design nimmt dabei eine zentrale Stellung ein; große Systeme werden zerlegt und immer feiner beschrieben. Hier passt sehr gut die Aussage des französischen Schriftstellers François Duc de La Rochefoucauld (1613–1680):

»Wer sich zu viel mit dem Kleinen abgibt, wird unfähig für Großes.«

 

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3.1.2    Denk ich an Java, denk ich an Wiederverwendbarkeit Zur vorigen ÜberschriftZur nächsten Überschrift

Bei jedem neuen Projekt fällt auf, dass in früheren Projekten schon ähnliche Probleme gelöst werden mussten. Natürlich sollen bereits gelöste Probleme nicht neu implementiert, sondern sich wiederholende Teile bestmöglich in unterschiedlichen Kontexten wiederverwendet werden; das Ziel ist die bestmögliche Wiederverwendung von Komponenten.

Wiederverwendbarkeit von Programmteilen gibt es nicht erst seit den objektorientierten Programmiersprachen, objektorientierte Programmiersprachen erleichtern aber die Programmierung wiederverwendbarer Softwarekomponenten. So sind auch die vielen Tausend Klassen der Bibliothek ein Beispiel dafür, dass sich Entwickler nicht ständig um die Umsetzung etwa von Datenstrukturen oder um die Pufferung von Datenströmen kümmern müssen.

Auch wenn Java eine objektorientierte Programmiersprache ist, ist das kein Garant für tolles Design und optimale Wiederverwendbarkeit. Eine objektorientierte Programmiersprache erleichtert objektorientiertes Programmieren, aber auch in einer einfachen Programmiersprache wie C lässt sich objektorientiert programmieren. In Java sind auch Programme möglich, die aus nur einer Klasse bestehen und dort 5.000 Zeilen Programmcode mit statischen Methoden unterbringen. Bjarne Stroustrup (der Schöpfer von C++, von seinen Freunden auch Stumpy genannt) sagte treffend über den Vergleich von C und C++:

»C makes it easy to shoot yourself in the foot, C++ makes it harder, but when you do, it blows away your whole leg.«[ 106 ](Oder wie es Bertrand Meyer sagt: »Do not replace legacy software by lega-c++ software.«)

Im Sinne unserer didaktischen Vorgehensweise wird dieses Kapitel zunächst einige Klassen der Standardbibliothek verwenden. Wir beginnen mit der Klasse Point, die zweidimensionale Punkte repräsentiert. In einem zweiten Schritt werden wir eigene Klassen programmieren. Anschließend kümmern wir uns um das Konzept der Abstraktion in Java, nämlich darum, wie Gruppen zusammenhängender Klassen gestaltet werden.

 


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