Objektorientierter Entwurf
Statische Konzepte im OOD:
Polymorphismus
Generalisierung
Pakete
Dynamische Konzepte im OOD:
Aktivität
Polymorphismus
gehört zu den wesentlichen Grundpfeilern der Objektorientierung
Grundsätzlich gilt:
Polymorphismus ermöglicht den gleichen Namen für gleichartige Operationen zu verwenden, die mit Objekten unterschiedlicher Klassen auszuführen sind.
So wird erreicht, das dieselbe Botschaft an Objekte unterschiedlicher Klassen gesendet werden kann, die darauf auf ihre Weise unterschiedlich reagieren.
Grafikobjekt-mittelpunkt
- istSichtbar
+ zeichnen( )
Kreis Rechteck- radius
+ zeichnen( )
- laenge
- breite
+ zeichnen( )
Polymorphismus
-spätes Binden: Operation wird erst zur Ausführungszeit an ein bestimmtes Objekt gebunden
-C++ explizites Deklarieren (virtual)
Java automatisch polymorph
Übung 1
Ziel: Polymorphismus anwenden
Erstellen Sie für folgende Problemstellung ein Klassendiagramm unter Verwendung des Konzepts Polymorphismus:
Literaturstellen (Bücher und Artikel aus Zeitschriften) sind nach Autoren sortiert in einer gemeinsamen Liste abzulegen. Für jedes Buch sind der Autor, Titel, Ort und Erscheinungsjahr zu speichern,
für jeden Artikel Autor, Titel, Zeitschriftentitel, Ausgabennummer und Seitenangaben.
Folgende Funktionalität soll realisiert werden: Jede Literaturstelle ist zu erfassen und nach Autoren sortiert in der Liste zu speichern. Alle
Literaturstellen sollen nach Autoren sortiert ausgegeben werden.
Generalisierung
• Oberklassen als abstrakte Klassen modellieren• gemeinsame Eigenschaften und Operationen für die
Unterklassen festlegen
Einfach- oder Mehrfachvererbung?
• Einfachvererbung --> Struktur, in der jede Klasse (außer der Wurzel) genau eine Oberklasse besitzt.Baumstruktur
Generalisierung
Mehrfachvererbung --> Struktur, in der jede Klasse (außer der Wurzel) mehrere Oberklasse besitzen kann.
Problem dabei:
• Namenskonflikte: Klasse kann von ihren unterschiedlichen Oberklassen Attribute und Operationen erben, die namensgleich, aber unterschiedlichen Inhalts sind.
• Spaghetti Vererbung unverständliche Strukturen
• in C++ möglich, in Java durch Schnittstellen nachbildbar
Generalisierung
Generalisierungsmenge
- Partitionierung der Unterklassen bezüglich eines bestimmten Aspekts
GeneralisierungGeneralisierungseigenschaften
• complete: Partition enthält alle denkbaren Unterklassen• incomplete: Partition enthält nur eine Teilmenge der möglichen
Unterklassen• disjoint: kein Exemplar einer Unterklasse ist gleichzeitig
Exemplar einer anderen Unterklasse• overlapping: Exemplare, die zu mehr als einer Unterklasse
gehören können, sind möglich
Grafikobjekt-mittelpunkt
- istSichtbar
+ vergroesssern( faktor:int)
Kreis Rechteck- radius
+ vergroessern(faktor:int)
- laenge
- breite
+ vergroessern(faktor:int)
Generalisierung
void Kreis::vergroessern(int faktor)
{
faktorA=faktor;
...
}
void Rechteck:: vergroessern(int faktor)
{faktorA=faktor/2; ...
}
Überschreiben (Overriding, redefinition): Neuimplementierung einer Operation innerhalb einer Unterklasse unter gleichem Namen wie in der Oberklasse
Generalisierung
Überladen
Verwendung desselben Operationsnamens innerhalb einer Klasse mit unterschiedlichen Parametern
Generalisierung
Überblick
Pakete - Zusammenfassen von Klassen zu Gruppen - Verschiedene Abstraktionsebenen darstellbar durch Schachtelung von Paketen
- Sictbarkeiten: + public: für alle Pakete sichtbar, die das betreffende Paket importieren (Zugriff ohne qualifizierenden Namen) - private: Sichtbarkeit und Zugriff nur im betreffenden Paket Auf public-Elemente kann außerhalb des Pakets immer über einen qualifizierenden Namen zugegriffen werden (z.B. Paket::Klasse)
Paket
Paket1 Paket2
Pakete
Import-Beziehung zwischen Paketen oder Elementen von Paketen und Paketen:- <<import>>:; public-Import: Die Sichtbarkeiten bleiben im importierenden Paket unverändert erhalten
- <<access>>: private-Import-Beziehung: Sichtbarkeiten der Kategorie „public“ werden im importierenden Paket privat.
Pakete
- Paket-Merge: Elemente gleichen Namens können aus mehreren Paketen „gemischt“ werden
- Elemente des Zielpakets werden in das Quellpaket kopiert
- Einfacher Merge: Es gilt: 1.Enthält das Zielpaket Z
eine Klasse K und das Quellpaket keine Klasse K, dann wird die Klasse K in Q eingefügt.
2.Enthält Z eine Klasse K dann wird die Klasse Z::K in Q eingefügt, die Oberklasse von K ist.
PaketeBeispiel: Komplexes Paketmerge
Pakete Notation Paket: Überblick
Übung 2Ziel: Paketdiagramm mit Beziehungen erstellen
1) Erstellen Sie ein Paketdiagramm mit den Paketen PAK1 und PAK2, die folgende Elemente enthalten:
PAK1 enthält die Klassen +K10, +K11, -K12;
PAK2 enthält die Klassen +K20, +K21, -K22, -K23, +K24
Ein weiteres Paket PAK3 soll zu PAK1 eine Importbeziehung besitzen,
zu PAK2 eine access-Beziehung. Das Paket PAK4 enthält eine access-Beziehung zu PAK3.
2) Auf welche Klassen aus PAK1 und PAK2 kann ohne qualifizierenden Namen zugegriffen werden? Welche Sichtbarkeiten besitzen diese Klassen
in den entsprechenden Paketen PAK3 und PAK4?
Dynamische Konzepte im Entwurf: Aktivität
- Eine Aktivität beschreibt die Ausführung von Verarbeitungsschritten
und besteht aus mehreren Aktionen - Aktion kann sein: + Aufruf einer Operation, Senden eines Signals + Objektbezogene Aktion + Berechnungen + Ausnahmebehandlung + Empfang von Signalen oder Botschaft - Aktivitätsdiagramm im Entwurf: Beschreibung komplexer
Operationen
Aktivität
• Benennung von Aktionen im Entwurf
Aktivität
• Konnektoren
Aktivität
Exeption Handler= Notationselement das verwendet werden kann um
alternative Aktionen im Falle von Fehlerauftreten darzustellen
Aktivität• Strukturierter Knoten (structured activity node)
Gruppierung von Knoten und Kanten einer Aktivität:
Aktivität
• Mengenverarbeitung
parallel, stream
Aktivität• Entscheidungsknoten, Schleifenknoten
Beispiel
AktivitätAktivitätsdiagramm: Übersicht der Notationselemente
Übung 3
Ziel: Operation durch ein Aktivitätsdiagramm darstellen
Erstellen Sie ein Aktivitätsdiagramm mit Entscheidungs- und Schleifenknoten, das folgendem Pseudocode entspricht:
summe=0; lese betrag; anzahl=1; while(betrag>0) { summe=summe+betrag; lese neuen betrag; anzahl=anzahl+1; }
gebe summe aus; gebe anzahl der summierten beträge aus;