Grundlagen der Objektorientierten Programmierung (OOP) und Java

Was ist OOP? (Objektorientierte Programmierung)

Akronym: OOP (Object Oriented Programming). Im Gegensatz zu prozeduralen Programmieransätzen ist die objektorientierte Programmierung weniger strukturiert und eignet sich besonders gut zur Behandlung von Problemen, die sich an natürlichen, realen Gegebenheiten orientieren (wie z. B. in der JAVA-basierten Programmierung).

Was sind Objekte?

Objekte sind die grundlegenden Bausteine der OOP. Sie stellen reale Entitäten dar, die in unserer Welt existieren (z. B. ein Stift). Jedes Objekt besitzt zwei Haupteigenschaften: Zustand und Verhalten.

• Zustand: Definiert die Parameter des Objekts und unterscheidet es von anderen Objekten desselben Typs.
• Verhalten: Beschreibt die Aktionen, die von Objekten ausgeführt werden können.

Attribute und Methoden

• Die Parameter oder Variablen, die den Zustand eines Objekts definieren, werden als Attribute oder Instanzvariablen bezeichnet.
• Die Aktionen, die von Objekten ausgeführt werden, werden als Methoden oder Member-Funktionen bezeichnet.

Was sind Klassen?

Eine Klasse ist eine Vorlage oder ein Prototyp, der einen bestimmten Objekttyp definiert. Eine Klasse legt die Attribute und Methoden fest, die ein Objekt besitzen wird. Mithilfe von Klassen können wir Objekte desselben Typs erstellen oder instanziieren. Diese Objekte unterscheiden sich voneinander durch ihren Zustand, d. h. durch die Werte ihrer Attribute.

Kommunikation zwischen Objekten

Objekte kommunizieren miteinander über Nachrichten. Ein einzelnes Objekt ist oft nicht sehr nützlich; in einer Anwendung oder einem Programm interagieren Objekte miteinander, um komplexe Aufgaben zu erfüllen.

Was ist Kapselung?

Die Attribute eines Objekts sollten vor dem direkten Zugriff durch andere Objekte verborgen bleiben. Dies verhindert, dass der Zustand des Objekts unmittelbar geändert oder abgefragt werden kann. Der Zugriff auf die Attribute sollte nur über definierte Methoden erfolgen.

Die Praxis, die interne Implementierung eines Objekts zu verbergen – also wie es aufgebaut ist und welche Komponenten es enthält – wird als Kapselung bezeichnet.

Kapselung bedeutet, dass die gespeicherten Informationen und die möglichen Aktionen nur über die sogenannte Objektschnittstelle zugänglich sind, welche aus öffentlichen Methoden besteht.

Die Daten und die Implementierung bleiben vor anderen Objekten im Programm verborgen. Dies erhöht den Schutz der Daten und Strukturen erheblich und schützt das Objekt vor unerwünschten externen Änderungen.

Was ist Abstraktion?

Abstraktion bezeichnet die Fähigkeit, unwesentliche Aspekte der Realität zu ignorieren, um die Komplexität zu reduzieren und die Ausführung einer bestimmten Aufgabe zu erleichtern.

Was ist Vererbung?

Vererbung ist ein fundamentaler Mechanismus in der OOP, der die Übertragung von Merkmalen (Attribute und Methoden) von einer übergeordneten Klasse (Elternklasse) auf eine untergeordnete Klasse (Kindklasse) ermöglicht. Die Kindklasse kann eigene Attribute und Methoden hinzufügen sowie die Methoden der Elternklasse verfeinern oder überschreiben.

Was ist Polymorphismus?

Der Begriff Polymorphismus (Vielgestaltigkeit) beschreibt die Möglichkeit, dass dieselbe Nachricht, die an verschiedene Objekte gesendet wird, unterschiedliche Methoden ausführt. Dies erlaubt es, in zwei verschiedenen Klassen Methoden mit demselben Namen und derselben Signatur zu definieren, die jedoch unterschiedliche Implementierungen für jede Klasse aufweisen.

Was ist Methodenüberladung (Overloading)?

Methodenüberladung tritt auf, wenn eine Klasse mehrere Methoden mit demselben Namen besitzt, die sich jedoch in der Anzahl oder dem Typ ihrer Parameter unterscheiden.

Java: Ursprung und Konzepte

Beschreibung der Sprache Java

Die Ursprünge von Java reichen bis in die 1990er Jahre zurück. Java ist eine objektorientierte Programmiersprache.

Applets

Ein Applet ist ein dynamisches und interaktives Programm, das innerhalb einer Webseite ausgeführt wird, die in einem Webbrowser geladen wurde. Applets waren eine frühe Eigenschaft für den Einsatz von Java im Internet.

Servlets

Ein Servlet ist eine Java-Anwendung, die auf einem Server läuft und auf eine Reihe von Anfragen (Requests) von einem Client (typischerweise einem Webbrowser) reagiert. Im Gegensatz zu Applets besitzen Servlets keine grafische Benutzeroberfläche.