Objektorientierter Softwareentwurf

Es muss für jede Methode, bei der eine Exeption auftreten kann, die Entsprechende Exeption mit throw(XX) geworfen werden.

static_cast<>()

dynamic_cast<>()

const_cast<>(); Umwandung in andere Typen sind mit diesem Operator nicht möglich

reinterpret_cast<>(); ist gleich zu setzen mit dem normalen aus dem C bekannten Cast

Namespaces

Eine Schablone für eine Funkton oder Klasse mit unbekannten Parametern. Mit Templates kann parametrisierbarer Code geschrieben werden, das heisst Code, der unabhängig von Datentypen ist. Der Benutzer eines Templates kann selbst angeben, für welchen Datentyp das Template Code erzeugen soll, er kann dabei auch Datentypen angeben, die bei der Erstellung eines Templates nicht bekannt waren.

Wie eine gewöhnliche Klasse:

Container, Iterator, Algorithmen

Container sind eine Art universelle Behälter für Daten. Dazu gehören Listen, Vektoren und Men- gen. Bei den Containern ist nicht vorgeschrieben wie sie implementiert sind, sondern nur welche Eigenschaften sie besitzen müssen. Ein Vektor muss z.B. efizienten wahlfreien (direkten) Zugriff auf seine Elemente erlauben, eine Liste hingegen muss efizientes Einfügen und Entfernen von Objekten ermöglichen. Eine Map wiederum ordnet zwei Elemente einander zu. Dabei dient eines als Schlüssel und das andere als Wert. Eine Map ist somit ein assoziativer Container und kann als kleine Datenbank betrachtet werden.

Iteratoren sind eine Art universelle Zeiger, mit denen durch Container iteriert werden kann. Sie können unabhängig vom Container benutzt werden, wobei aber jeder Container seine eigenen Ite- ratoren besitzt. Mit Iteratoren können auch Bereiche von Sequenzen definiert werden. (Einer zeigt auf den Beginn und ein anderer auf das Ende einer Sequenz). Iteratoren haben je nach Container zusätzliche Eigenschaften (Wie Pointerarithmetik und Direktzugriff).

lgorithmen wiederum können auf Sequenzen und Container angewendet werden. Es gibt unter anderem folgende Algorithmen: Suchen, Sortieren, Doppelte oder mehrfache Einträge entfernen, Zufällig Mischen, Suchen und entfernen, Eine Operation auf alle Elemente anwenden, Alle Elemente zählen die eine Bedingung erfüllen,

Inline Funktionen -> Zeitgewinn; Virtuelle Funktionen -> benötigt mehr Speicher; Exeptionhandling -> nicht deterministisch(wenn möglich vermeiden)

Siehe Abbildung

Das Löschen eines Objekts durch einen Pointer auf die Basis ruft ein undefiniertes Verhalten hervor, es sei denn, der Destruktor in der Basisklasse ist virtuell.

Die allgemeine Richtlinie besagt, dass ein Destruktor für eine Basisklasse entweder 'public' und 'virtual' oder 'protected' und nicht 'virtual' sein muss.

Single-Responsibility-Prinzip

Open-Closed-Prinzip

Liskovsches Substitutionsprinzip

Interface-Segregation-Prinzip

Dependency-Inversion-Prinzip

Ein Objekt ist eine Einheit, die bestimmte Eigenschaften aufweist und bestimmte Befehle ausführen kann. Ein Objekt kann eine konkrete Entsprechung in der realen Welt haben, aber auch etwas abstraktes wie einen Algorithmus umfassen.

Durch klassifizieren bringt man Struktur in die Menge der Objekte. Dazu werden die Objekte Klassen zugeordnet. Eine Klasse beschreibt ein einzelnes Objekt oder eine Gruppe von Objekten, welche alle die gleichen Arten von Eigenschaften und Fähigkeiten haben. Aber jedes Objekt einer Klasse besitzt individuelle Werte für diese Eigenschaften.

Eine Klasse kann auch als Datentyp, und ein Objekt entsprechend als Variable von diesem Typ angesehen werden. 

Eine Klasse beschreibt welche Eigenschaften und Methoden ein Objekt dieser Klasse besitzten kann.
(z.B. das Auto hat eine Farbe)

Das Objekt ist eine Instanz dieser Klasse. Es spezifiziert die Eigenschaft.
(das Auto hat eine rote Farbe)

Methoden sehen zwar aus wie Funktionen aus der strukturierten Programmierung, und haben auch dieselbe Funktionsprin- zip, aber im Gegensatz zu gewöhnlichen Funktionen werden Methoden auf ein Objekt angewandt. Eine Methode wirkt also immer auf ein Objekt ein. Die Methode hat dabei Zugriff auf alle Attribute und andere Methoden dieses Objektes. Der Aufruf einer Methode wird auch als Senden einer Botschaft bezeichnet.

Erst mit den Methoden wird das Objekt zum Leben erweckt und kann dynamisch mit seiner Umwelt interagieren. Ein Softwaresystem besteht aus vielen Objekten, und erst durch die gegenseitige Kommunikation via Methoden können die Objekte gemeinsam die Funktionalität des Systems liefern.

Ein Attribut stellt eine Eigenschaft eines Objektes dar.
(z.B die Farbe, Name)

Klassenmethoden sind nicht an ein Objekt gebunden, sondern gehören zur Klasse. Klassen-Attribute und Klassen-Methoden können benutzt werden, ohne dass ein Objekt existiert.

Ein Klassenattribut ist eine Art globales Attribut, welches sich alle Objekte dieser Klasse gemeinsam teilen. Klassenattribute gehören sozusagen allen Objekten gemeinsam, und sind deshalb nicht bei einem individuellen Objekt abgelegt. Klassenattribute werden oft für Klasseninterne Verwal- tungsaufgaben eingesetzt.

Ein Beispiel wäre eine Methode, die ausgibt wieviele Objekte der entsprechenden Klasse bisher erzeugt wurden; den dazugehörigen Zähler würde man als Klassenattribut realisieren. 

Die Generalisierung

Bei einem Objektdiagramm wird die Momentaufnahme eines Systems zu einem bestimmten Zeitpunkt dargestellt. Man kann damit bestimmte Systemzustände oder Anwendungsfälle zeigen. Dabei werden alle im Moment existierenden oder interessierenden Objekte und ihre Beziehungen zueinander abgebildet.

Mit Sequenzdiagrammen stellt man den Ablauf einer bestimmten Aktion dar. Dieses Diagramm betont vor allem den zeitlichen Ablauf. Es dient einerseits der Kontrolle ob man alle möglichen (Anwendungs-) Fälle korrekt abgedeckt hat aber auch zur Demonstation wie man sich den Ablauf der Handlung vorstellt.

Mit Kollaborationsdiagrammen kann man den gleichen Sachverhalt wie mit den Sequenzdiagrammen darstellen, aber die Betonung liegt nicht auf dem zeitlichen Ablauf, sondern auf der Zusammenarbeit der verschiedenen Objekten und deren Kommunikation. Die Reihenfolge der Methodenaufrufe wird hier durch Numerierung kenntlich gemacht.

Mit Paketdiagrammen werden die Klassen zu Paketen zusammengefasst. Das Ziel dabei ist, logisch zusammengehörende Klassen in grössere Einheiten zusammenzufassen. Zudem werden die Abhängig- keiten der Pakete untereinander dargestellt. Wenn irgendeine Klasse in einem Paket von einer Klasse in einem anderen Paket abhängt, dann ist auch die Pakete voneinander abhängig.

Das Klassendiagramm zeigt welche Verbindungen bzw. Abhängigkeiten die Klassen untereinander haben. (Assoziation, Aggregation, Komposition, Kardinalität, Vererbung, usw.)

Im Anwendungsfalldiagramm werden die Anwendungen des Systems mit den entsprechenden Anwen- dern dargestellt. Aus diesem Diagramm lassen sich die Anforderungen an das System entnehmen. Ein Anwendungsfall sollte eine in sich geschlossene Interaktion eines Anwenders mit dem System darstellen. Wobei Anwender nicht nur Personen, sondern auch andere Systeme sein können.

Beim Aktivitäsdiagramm wird ein Ablauf dargestellt, wobei sich ein Ablauf auch in mehrere, parallel ablaufende Zweige aufteilen kann. Ein Aktivitätsdiagramm sieht ähnlich aus wie ein Flussdiagramm, unterliegt aber der Einschränkunge dass ein Aktivitätsdiagramm immer einem Objekt, einer Klasse oder einem Anwendungsfall untergeordnet sein muss. Der grösste Unterschied zu einem Flussdiagramm aber ist, dass auch parallele Aktivitäten modelliert werden können.

Mit Zustandsdiagrammen kann das Verhalten eines Systems dargestellt werden. Dabei werden die verschiedenen Zustände des Systems aufgeführt, und wie diese Zustände aufgrund von Ereignissen ineinander übergehen können.

Um nicht jedesmal eine komplett neue Klasse entwerfen zu müssen, kann man festlegen, dass eine Klasse alle Elemente und Methoden einer bereits existierenden Klasse 'erben' soll, d.h. die neue Klasse enthält von vornherein schon alle Attribute und Methoden dieser Klasse. Die Attribute und Methoden der neuen Klasse können anschliessend um weitere ergänzt werden, Methoden können bei Bedarf auch überschrieben (überschreiben = für die neue Klasse neu de??niert) werden.

Bei Spezialisierungen oder Generalisierungen

Basisklasse - Abgeleitete Klasse; Elternklasse - Kinderklasse

Assoziation, Aggregation, Komposition, Vererbung/Generalisierung