In diesem Beitrag werde ich detailliert und verständlich erläutern, was unter objektorientierter Programmierung zu verstehen ist. Insbesondere für Programmieranfänger, die noch auf der Suche nach der geeigneten Programmiersprache sind, kann der Begriff „Objektorientierte Programmierung“ häufig auftauchen, ohne dass damit viel angefangen werden kann. Auch ich selbst hatte zu Beginn meiner Programmiererfahrungen Schwierigkeiten, das Konzept der objektorientierten Programmierung wirklich zu verstehen, und musste mir das Wissen dazu mühsam zusammensuchen.
Ich werde nun versuchen, das Konzept für dich viel einfacher und verständlicher zu erklären. Alles, was du dafür tun musst, ist diesen Artikel zu lesen.
Objektorientierte Programmierung: Ein Programmierparadigma erklärt
Die objektorientierte Programmierung (OOP) repräsentiert ein Programmierparadigma, was auf Deutsch als Programmierstil übersetzt wird. Der Begriff „Paradigma“ wird im täglichen Sprachgebrauch nicht allzu oft verwendet, daher möchte ich ihn kurz in eine einfachere Sprache übertragen. Programmierparadigma bedeutet im Grunde nichts anderes als einen bestimmten Stil oder eine Denkweise beim Programmieren. Die objektorientierte Programmierung ist somit eine Herangehensweise, die Programmierer anwenden, wenn sie mit einer objektorientierten Sprache wie zum Beispiel C# oder Java arbeiten.
Intuitive Anwendung der Objektorientierung
Objektorientierte Programmierung – Aufgrund der Ähnlichkeit der Objektorientierung mit dem menschlichen Denken kann dieser Programmierstil von menschlichen Programmierern sehr intuitiv angewendet werden. Es handelt sich also um ein Konzept, das für Menschen leicht zu verstehen und anzuwenden ist, da es an unsere natürliche Art des Denkens angelehnt ist.
Objektorientierte Programmierung im Detail: Einführung in das Konzept
Schauen wir uns dieses Konzept nun im Detail an. In der objektorientierten Programmierung werden alle Elemente durch sogenannte Objekte repräsentiert. Jedes „Teil“, das in einem Programm existiert, wird durch ein Objekt beschrieben. Um das Ganze weniger abstrakt zu gestalten, betrachten wir das Konzept direkt anhand eines Beispiels. Angenommen, du möchtest ein Spiel programmieren, in dem es unter anderem einen Hund gibt, der in dieser Spielwelt herumläuft. Wenn du diese Situation in einer objektorientierten Programmiersprache umsetzen möchtest, stellt der Hund nichts anderes als ein Objekt dar.
Objekte in der Praxis: Der Hund im Spiel
Um die Abstraktheit zu vermindern, betrachten wir das Konzept anhand eines konkreten Beispiels. Angenommen, du möchtest ein Spiel programmieren, in dem es einen Hund gibt, der sich in dieser virtuellen Welt bewegt. In der objektorientierten Programmierung wird dieser Hund als ein Objekt betrachtet. Das bedeutet, dass der Hund nicht nur ein Teil des Codes ist, sondern als eigenständiges Objekt modelliert wird, das bestimmte Eigenschaften (wie Farbe, Größe) und Verhalten (wie Bewegung) haben kann.
Die Wahrnehmung von Objekten in der Realität und in der Programmierung
Objektorientierte Programmierung – Lassen Sie uns nun zurück in die Realität kehren und darüber nachdenken, wie Menschen einen Hund wahrnehmen. Die Mehrheit würde wahrscheinlich sagen, dass Menschen Hunde als Tiere oder Lebewesen wahrnehmen. Das ist natürlich korrekt, aber auf einer noch abstrakteren Ebene betrachtet, ist ein Hund für den menschlichen Verstand in der realen Welt nichts anderes als ein Objekt. Genauso gelten Bäume, Autos, Tische und andere Menschen als Objekte.
Objekte in der Realität
Objekte sind kurz gesagt alles, was physisch vorstellbar ist und in unserem Raum existiert. In der objektorientierten Programmierung spiegelt sich das genauso wider. Alle vorstellbaren Dinge, die im Programm existieren, werden durch Objekte beschrieben. Wenn in einem Spiel ein Hund dargestellt werden soll, wird dies durch ein eigenes Hund-Objekt realisiert. Möchte man in einem Spiel eine menschliche Figur repräsentieren, so wird diese durch ein Mensch-Objekt verkörpert. Ein Haus wird durch ein Haus-Objekt repräsentiert und so weiter. Der grundlegende Ansatz der Objektorientierung sollte nun verständlich sein.
Methoden: Funktionalität für Objekte
Objektorientierte Programmierung – Objekte besitzen nicht nur die zuvor vorgestellten Eigenschaften, sondern auch sogenannte Methoden (Funktionen). Diese Methoden ermöglichen es den Objekten, bestimmte Funktionalitäten auszuführen. Dies macht viel Sinn, da Objekte sonst sehr langweilig wären, nichts tun könnten und lediglich existieren würden.
Methoden stellen den Objekten neben den Eigenschaften auch Funktionalität zur Verfügung. Ein Haus-Objekt könnte beispielsweise die Methode heizen() besitzen. Wenn diese Methode aufgerufen wird, könnte die Heizung des Hauses gesteuert und aktiviert werden. Eine weitere vorstellbare Methode wäre alarm(), die bei potenziellen Einbrüchen die Alarmanlage des Hauses aktiviert. Objekte können also zahlreiche sinnvolle Methoden besitzen, die verschiedene Funktionalitäten implementieren.
Eine Methode enthält Code, durch den eine bestimmte Funktionalität realisiert wird. Zusammengefasst besteht der Aufbau von Objekten also aus physischen „Etwas“ innerhalb eines Programms, das durch Eigenschaften beschrieben wird. Zudem können Objekte auch über Funktionalität verfügen, die durch Methoden ausgedrückt wird.
Klassen: Baupläne für Objekte
Objektorientierte Programmierung – Nachdem du nun das Konzept der objektorientierten Programmierung und den Aufbau von Objekten kennst, möchte ich nun auf die sogenannten Klassen eingehen. Wenn du mit einer objektorientierten Sprache arbeitest, wirst du zwangsläufig auch immer mit Klassen konfrontiert.
Bauplan für Objekte:
Klassen sind die Baupläne für Objekte. Betrachten wir dies anhand der Haus-Objekte aus dem vorherigen Beispiel. Jedes dieser Objekte hatte die gleiche Anzahl und Art von Eigenschaften, die jedoch alle mit unterschiedlichen Werten belegt wurden. Zum Beispiel hatte die Eigenschaft „Farbe“ beim Haus-Objekt 1 den Wert „blau“ und beim Haus-Objekt 2 den Wert „grün“.
Einheitlicher Bauplan:
Objektorientierte Programmierung – Die Einheitlichkeit in der Anzahl und Art der Eigenschaften bei jedem Haus-Objekt ist kein Zufall. Alle Haus-Objekte haben den gleichen Bauplan, der in der Programmierung als Klasse bezeichnet wird.
Implementierung von Eigenschaften:
Objektorientierte Programmierung – Die Klasse implementiert die verschiedenen Eigenschaften, die später ein oder mehrere Objekte vom Typ der Klasse aufweisen sollen. Jedes Objekt, das auf Basis dieses Bauplans erschaffen wird, besitzt die in der Klasse vorgegebenen Eigenschaften. Die konkreten Werte der Eigenschaften sind dann jedoch objektabhängig.
Vererbung in der objektorientierten Programmierung
Objektorientierte Programmierung – In der objektorientierten Programmierung gibt es ein weiteres äußerst wichtiges und äußerst nützliches Konzept, nämlich das Konzept der Vererbung. Dieses Konzept erleichtert die Programmierung von objektorientierten Programmen erheblich.
Klassenvererbung:
Objektorientierte Programmierung – In der objektorientierten Programmierung besteht die Möglichkeit, Klassen zu vererben. Durch die Vererbung übernimmt eine Klasse alle Eigenschaften und Methoden einer anderen Klasse. Dadurch kann eine bereits existierende Klasse erweitert werden, ohne sie nachträglich ändern zu müssen.
Praktisches Beispiel:
Objektorientierte Programmierung – Um dieses Konzept zu veranschaulichen, nehmen wir ein kleines Beispiel: Wir definieren eine Klasse mit dem Namen „Säugetier“. Diese Klasse hat zwei Eigenschaften, nämlich den Namen des Säugetiers und das Geschlecht des Säugetiers. Jedes Säugetier besitzt außerdem zwei Methoden, nämlich „essen()“ und „trinken()“.
Spezifischere Klassen:
Wir könnten bereits Objekte vom Typ „Säugetier“ erstellen. In vielen Fällen ergibt dies jedoch wenig Sinn, da wir spezifischere Objekte erstellen möchten, wie zum Beispiel eine Katze oder einen Hund.
Klassenerweiterung:
Aus diesem Grund definieren wir nun separate Klassen für die Katze und den Hund und lassen sie von der Klasse „Säugetier“ erben.
Fazit
Objektorientierte Programmierung (OOP) ist ein mächtiges Paradigma, das einen intuitiven Ansatz für die Entwicklung von Software bietet. Insbesondere für Einsteiger kann der Begriff anfangs verwirrend wirken, doch die grundlegenden Konzepte sind im Kontext unseres natürlichen Denkens leicht zu erfassen.
Objekte, als fundamentale Bausteine in der OOP, repräsentieren realweltliche Entitäten und werden durch Klassen, als Baupläne, strukturiert. Klassen bieten Einheitlichkeit und ermöglichen die Erzeugung mehrerer Objekte mit gleichen Eigenschaften. Dies fördert die Wiederverwendbarkeit von Code und erleichtert die Pflege und Erweiterung von Software.
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