Objektorientierung Oberstufe

In Klasse 7 hast du Vektorgrafiken als Objekte mit Attributen betrachtet (→ Digitale Medien). In der objektorientierten Programmierung (OOP) baust du solche Objekte selbst.

Merke

Begriff	Bedeutung
Klasse	Bauplan, der festlegt, welche Attribute und Methoden Objekte haben
Objekt (Instanz)	ein konkretes Exemplar, das nach dem Bauplan erzeugt wurde
Attribut	Eigenschaft eines Objekts; der aktuelle Attributwert beschreibt seinen Zustand
Methode	Fähigkeit eines Objekts, eine Funktion, die zur Klasse gehört
Konstruktor	besondere Methode, die beim Erzeugen eines Objekts die Attribute setzt (__init__)

Klasse und Objekt

class Haustier:
    def __init__(self, name, art):
        self.name = name          # Attribut
        self.art = art            # Attribut
        self.hunger = 5           # Attribut mit Startwert

    def fuettern(self):           # Methode
        self.hunger = max(0, self.hunger - 3)
        print(f"{self.name} ist satt. Hunger: {self.hunger}")

bello = Haustier("Bello", "Hund")     # Objekt 1
mimi = Haustier("Mimi", "Katze")      # Objekt 2

bello.fuettern()
print(mimi.hunger)   # Mimi wurde nicht gefüttert

self steht für das Objekt selbst. So weiß die Methode, wessen Hunger sie ändern soll.

Kapselung

Merke: Kapselung

Die Attribute eines Objekts sollen nicht beliebig von außen verändert werden. Zugriff erfolgt über Methoden, die prüfen können, ob eine Änderung erlaubt ist. In Python kennzeichnet ein Unterstrich _attribut „bitte nicht direkt benutzen“.

class Konto:
    def __init__(self, inhaber):
        self.inhaber = inhaber
        self._kontostand = 0

    def einzahlen(self, betrag):
        if betrag > 0:
            self._kontostand += betrag

    def abheben(self, betrag):
        if 0 < betrag <= self._kontostand:
            self._kontostand -= betrag
        else:
            print("Abheben nicht möglich!")

    def get_kontostand(self):
        return self._kontostand

k = Konto("Emma")
k.einzahlen(50)
k.abheben(80)
print(k.get_kontostand())

Vererbung

Merke: Vererbung

Eine Unterklasse übernimmt alle Attribute und Methoden einer Oberklasse und kann eigene ergänzen oder vorhandene überschreiben. So vermeidet man doppelten Code („ist ein“-Beziehung: Ein Hund ist ein Haustier).

Polymorphie

Merke: Polymorphie

Polymorphie (Vielgestaltigkeit): Derselbe Methodenaufruf verhält sich je nach Klasse des Objekts unterschiedlich.

class Haustier:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def geraeusch(self):
        return "..."

    def vorstellen(self):
        print(f"{self.name} sagt {self.geraeusch()}")

class Hund(Haustier):             # Hund erbt von Haustier
    def geraeusch(self):          # überschreibt die Methode
        return "Wuff!"

class Katze(Haustier):
    def geraeusch(self):
        return "Miau!"

tiere = [Hund("Bello"), Katze("Mimi"), Haustier("Nemo")]
for tier in tiere:
    tier.vorstellen()             # gleicher Aufruf, verschiedenes Verhalten

Klassen entwerfen

Vor dem Programmieren plant man Klassen oft als Klassendiagramm:

Konto

− inhaber: Text − kontostand: Zahl

+ einzahlen(betrag) + abheben(betrag) + get_kontostand(): Zahl

Oben der Klassenname, in der Mitte die Attribute, unten die Methoden. − bedeutet privat, + öffentlich.

Für den Leistungskurs Lk

• Assoziation: Objekte kennen sich („Schüler:in besucht Kurs“).
• Aggregation: Ein Objekt besteht aus anderen, die auch allein existieren können (Kurs hat Schüler:innen).
• Botschaften und Ereignisse: Objekte kommunizieren, indem sie Methoden anderer Objekte aufrufen; grafische Oberflächen reagieren auf Ereignisse wie Mausklicks.

Aufgaben

1. Ergänze Haustier um eine Methode spielen(), die den Hunger um 1 erhöht.
2. Schreibe eine Klasse Rechteck mit den Attributen breite und hoehe und den Methoden flaeche() und umfang().
3. Leite von Konto eine Klasse Sparkonto ab, die zusätzlich eine Methode zinsen_gutschreiben(prozent) besitzt.