Lektion 8: Objektorientierte Programmierung

• Was ist OOP und warum braucht man es?
• Die drei Säulen der OOP
• Programmieren mit Klasse(n)
• Aus Klassen werden Objekte
• Die Rolle des Konstruktors
• Members implementieren
• Klassen erben von anderen Klassen
• Polymorphie (oder das, was Python darunter versteht)

Was ist OOP und warum braucht man es? (Teil 1)

• OOP = Objektorientierte Programmierung
• Entstand Anfang der 80er Jahre und hat die Programmierung seit den 90er Jahren stark verändert
• Die Idee war, dass über Klassen eine bessere Abbildung von Gegenständen aus der realen Welt auf Datenstrukturen möglich sein soll
• Objekte besitzen Eigenschaften (Properties) und Aktionen (Methoden)
• Alle moderneren Programmiersprachen sind objektorientiert

Was ist OOP und warum braucht man es? (Teil 2)

• Gegenstände über Klassen abbilden
• Das klassische Beispiel ist das Auto
• Eigenschaften: Farbe, Gewicht, Schadstofklasse, Leistung usw.
• Methoden: Fahren, Bremsen
• Ganz so einfach geht es in der Praxis natürlich nicht

Die klassischen drei Säulen der OOP

• Kapselung
• Vererbung
• Polymorphie
• Gute Definition auf Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Objektorientierte_Programmierung

Warum OOP?

• Kapselung von Funktionalitäten und Datenstrukturen ist immer sinnvoll
• Strukturierte Datenelementen können nur über Klassen repräsentiert werden
• Das Prinzip der Vererbung wird vor allem in GUI-Frameworks verwendet, da einfache GUI-Elemente die Grundlage für umfangreichere GUI-Elemente bilden

Programmieren mit Klasse(n)

• Eine Klasse wird mit dem class-Befehl definiert
• Properties werden als Variablen im Konstruktor festgelegt
• Besondere Schreibweise: self.NameDerProperty = Wert
• Methoden sind lediglich Functions innerhalb der Klasse
• Besonderheit: Der erste Parameter ist immer self

Die Rolle von self

• In jeder Klassendefinition kommt "überall" self vor
• self steht für die Klasse selber und beim Konstruktor und Methoden für die aktuelle Instanz der Klasse

Die Rolle des Konstruktors

• Function mit dem Namen __init__(self)
• Wird automatisch ausgeführt, wenn die Klasse verwendet wird
• In der Regel wird der Konstruktor mit weiteren Parametern definiert

Aus Klassen werden Objekte

• Eine Klasse ist nur eine Definition
• Ein Programm arbeitet mit Objekten
• Ein Objekt entsteht aus einer Klasse
• Die resultierende Referenz wird in der Regel einer Variablen zugewiesen
• Das Ergebnis ist eine Variable tier1, die eine Referenz (Adresse) des Objekts enthält
• Von einer Klasse können beliebig viele Objekte gebildet werden

Members implementieren

• Es gibt zwei Sorten von Members: Properties und Methods
• Properties sind Eigenschaften, die wie eine Variable für einen Wert steht
• Properties werden im Konstruktor definiert
• Methoden sind Functions, die zu der Klasse gehören
• Methoden werden innerhalb der Klassendefinition definiert
• Der erste Parameter ist immer self

Klassen erben von anderen Klassen (Teil 1)

• Vererbung wird auch ableiten einer Klasse genannt
• Erbt Klasse B von Klasse A, übernimmt Klasse B automatisch alle Members der Klasse A
• A ist die Basisklasse (oder auch Superklasse genannt)
• Bei Python gibt es Mehrfachvererbung (was relativ selten ist)
• Mehrfachvererbung = Eine Klasse C kann von einer Klasse A und einer Klasse B abgeleitet werden

Klassen erben von anderen Klassen (Teil 2)

• Schreibweise: Der Name der Basisklasse wird bei der Klassendefinition in Klammern gesetzt
• Die neue Klasse Hund erbt von der Klasse Tier
• Tier ist die Basisklasse der Klasse Hund
• Innerhalb der Klasse Hund wird die Basisklasse über super() angesprochen

Zusammenfassung

• Python ist eine objektorientierte Programmierung
• OOP = Kapselung und Vererbung
• Über den class-Befehl wird eine neue Klasse definiert
• Eine Klasse besitzt einen Konstruktor (__init__), Properties und Methoden (Members)
• Mit einer Klasse werden Objekte angelegt, die alle Members der Klasse besitzen
• Jede Klasse kann von anderen Klassen abgeleitet werden (Vererbung)
• Es gibt Einfach- und Mehrfachvererbung