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Ähnlich wie C Sharp Einfuehrung Teil 2
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C Sharp Einfuehrung Teil 2
- 1. C# Einführung - Einführung in die OOP Do, Hoang Viet (do@mi.fu-berlin.de) Draphony Games (http://www.draphony.de)
- 2. Methoden • Beispiele: Console.WriteLine(…) Console.ReadLine(…) • Warum benutzt man Methoden? Wiederverwendung von (Teil-)Lösungen. Zerlegung von komplexen Abläufen in Teilaufgaben („Methoden“) • Wodurch ist eine Methode charakterisiert? Name Parameter Verarbeitung Rückgabe 04.12.2013 2
- 3. Demo: „e01_methods.cs“ Eigene Methode definieren 04.12.2013 3
- 4. Eigene Methoden erstellen • Beispiel: static int square(int x) { return x * x; } • Allgemeine Syntax static ret_type mname(type1 p1, type2 p2, …) { expr } • Name: mname gleiche Regeln wie bei Variablen • Parameter: p1, p2, … 0 bis „unendlich“ Parameter möglich! Ist fest • Anweisungen: expr 04.12.2013 4
- 5. Rückgabewert eine Methode • Allgemeine Syntax static ret_type square(type1 p1, type2 p2, …) { expr } • Rückgabewert: ret_type Ergebnis der gesamten Verarbeitung / Durchführung Rückgabewert wird durch return „markiert“. • Analogie: Funktion ist ein Automat. Nur das Ergebnis (vgl. Rückgabewert) ist für den Aufrufer sichtbar. Lediglich die nötigen Eingaben/Einstellung (vgl. Parameter) wie zum Beispiel Münzen sind notwendig für die Betriebsaufnahme! • Spezialfall: void • Englische Begriff: „invoke“ „call“ 04.12.2013 5
- 6. Rückgabewerte • Was passiert wenn eine Funktion einen Rückgabewert spezifiziert (sprich nicht mit void definiert wurde) aber keinen Rückgabewert zurückgibt? Antwort: Compilerfehler • Was passiert wenn Anweisungen nach der return Anweisungen stehen? Antwort: Warnung vom Compiler. • Was passiert wenn nicht jeder Ausführpfad (zum Beispiel durch if-else) einen Rückgabewert liefert? Antwort: Compilerfehler 04.12.2013 6
- 7. Demo: „e02_returns.cs“ Fehler bei Umgang mit Rückgabewerten 04.12.2013 7
- 9. Gültigkeitsbereich von Variablen • Lokalen Variable der Methode Ist nur gültig innerhalb des Methodenrumpfes • Parametervariable Äquivalent zu lokalen Variablen • Variable, die übergeben werden Ist innerhalb der Methode nicht definiert! • Rückgabewert Ist nur an der Rücksprungadresse gültig 04.12.2013 9
- 10. Demo: „e03_scope.cs“ Gültigkeitsbereich von Variablen 04.12.2013 10
- 11. Möglichkeiten der Übergabe • Passing by value Für jeden Parameter wird eine Copy erstellt. Veränderungen werden nicht gespeichert. Standardmethode • Passing by Reference mit ref Änderungen werden beibehalten Parameter muss zuvor initialisiert werden! • Passing by Reference mit out Änderungen werden beibehalten Keine Initialisierung nötig! 04.12.2013 11
- 12. Demo: „e04_paramdef.cs“ Parameterübergabe: Passing by Reference 04.12.2013 12
- 13. Variable Parameterliste • Wie könnte man variable Parameterlisten realisieren? Array Zum Beispiel: static int getMax(int[] p) {} • Komfortabler: „params“ Variable Parameterliste mit params Zum Beispiel: static int getMax(params int[] p) {} Aufruf: 04.12.2013 getMax(1,2,3,4,5,6,7,8); 13
- 14. Demo: „e05_params.cs“ Parameterübergabe: Passing by Reference 04.12.2013 14
- 15. Refactoring • Refactoring Antwort auf „Mein Code ist häßlich“ Formal: Teilaufgabe vom Codewartung zur Steigerung der Lesbarkeit vom Code • Methoden extrahieren Neue Funktion anhand von Codeblock extrahieren • Methodenstub Neue Funktion anhand eines Prototyps definieren • Variablen umbenennen (engl. Rename) Umbenennung mit Kontextinformation • Parameter umordnen (engl. Reorder Parameters) Parameterreihenfolge 04.12.2013 15
- 17. Methoden überladen static void swap(ref int a, ref int b) { int t = a; a = b; b = t; } • Was passiert bei? swap(i1, i2); swap(d1, d2); 04.12.2013 // int i1 = 1, i2 = 2; // double d1 = 1, d2 = 2; 17
- 19. Methoden überladen • Definition mehrere Methoden mit dem gleichem Namen aber unterschiedliche Signatur • Signatur: Parameterordnung: Parametertyp Parameteranzahl swap(int i, double d) square(int a) max(int a1) und swap(double d, int i) und square(double d) und max(int a1, int a2) • Was ist aber mit variable Parameterliste? max(int a1, int a2) und max(params int[] a) Aufruf: max(1, 2) 04.12.2013 19
- 20. Anmerkung • Rekursion Aufruf einer Funktion in sich selbst Beispiel: Addition über Rekursion static int add(int a, int b) { return b == 0 ? a : add(a, b-1) + 1; } Übermäßige Nutzung von Rekursionen führen zum „Stack Overflow“ Anwendung: Teilen und Herrschen (Devide & Conquer) 04.12.2013 20
- 22. Demo: e00_motivation.cs Wofür gibt es Klassen? 04.12.2013 22
- 23. Warum gibt es Klassen? • Verbinden von Daten und Funktionen „Array von Personen mit Namen und PLZ“ • Stärkere Validierung der Daten „Das alter einer Person kann nicht negativ sein“ „Die Note einer Klausur liegt zwischen 1 und 5“ • Sichere Programmausführung • Leichte Wiederverwertbarkeit Eine Methode für Ganze Zahlen: int, uint, ulong, long, usw. • Gute Wartbarkeit 04.12.2013 23
- 25. Klassen • Beispiel: Console, ADO.NET • Was ist eine Klasse Datentyp, dass Objekte beschreibt (Bauplan) Verknüpfen von Daten und Funktionen • Objekt Instanzen einer Klasse werden Objekte genannt. Eine Klasse kann beliebig viele Objekte erzeugen • Members Elemente einer Klasse werden Members genannt. Es gibt funktionale Members und Datenmembers 04.12.2013 25
- 26. Demo: e02_userdefine.cs Eigene Klasse erstellen Objekte der Klasse erzeugen 04.12.2013 26
- 27. Wie erstellt man eine Klasse • Allgemeine Syntax class identifier { expr } • Innerhalb des Klassenrumpfes können die Members definiert werden Datenmembers wie Felder, etc. Funktionalen Members wie Methoden, Konstruktoren, etc. • Objekte einer Klasse erzeugen Allgemeine Syntax: cname oname = new cname(); Beispiel: Random rnd = new Random(); 04.12.2013 27
- 28. Analogie zur echten Welt • Zur welche Klasse gehören wir? Klasse Mensch • Was bin ich? Ein Objekt • Und was bist du? Ein Objekt • Welche Members hätte eine Klasse Mensch? (Auszug) „Es sind Merkmale, die wir alle haben worin wir uns auch unterscheiden?“ 04.12.2013 28
- 30. Objektvariablen (engl. Field) • Variablen einer Klasse, die an das Objekt gebunden sind, werden Objektvariablen genannt. • Objektvariablen sind objektgebunden Jedes Objekt kann unterschiedliche Werte für seine Feld setzen haben. Technische Hinweis: bei der Erstellung eines Objektes, wird für jedes definierte Feld Speicher reserviert. Beispiel: • • • Klasse Mensch Hans heißt „Hans“, während Klaus „Klaus“ heißt Unterschiedliche Werte für das Feld „Vornamen“. • Objektvariablen gehören zu den Datenmembers • Synonym: Felder 04.12.2013 30
- 31. Objektvariablen • Allgemeine Syntax class ClassIdent { modifier type1 field1; modifier type2 field2; expr } • Zugriffsmodifizierer Regulieren den Zugriff auf Members einer Klasse. Sie gilt nur für das jeweilige Member. Weitere Members (später) Zugriffmodifiziere Beschreibung public Zugriff außerhalb der Klasse ist erlaubt private (default) Zugriff außerhalb der Klasse ist nicht erlaubt 04.12.2013 31
- 32. Demo: e03_field.cs Auswirkungen von unterschiedlichen Zugriffsmodifizier 04.12.2013 32
- 33. Klassenvariablen • Variablen einer Klasse, die an die Klasse selbst gebunden sind, werden Klassenvariablen genannt • Klassenvariablen klassengebunden Der Wert einer Klassenvariable ist für alle Objekt gleich. Er kann von jedem Objekt gelesen und geschrieben werden. Technische Details: Für die Klasse selbst wird auch Speicher reserviert Beispiel: • Anzahl der lebenden Menschen in der Klasse Mensch • Bei der Geburt eines Menschen (Erstellung eines neuen Objektes) wird die Zahl erhöht • Wenn der Mensch (Objekt wird gelöscht) stirbt, wird die Zahl verringert • Der Wert bleibt aber für alle gleich. • Hans und Klaus würden denselben Wert besitzen Was wären weitere mögliche Klassenvariablen für Klasse Mensch? 04.12.2013 33
- 34. Demo: e04_staticfield.cs Auswirkungen von unterschiedlichen Zugriffsmodifizier 04.12.2013 34
- 35. Klassenvariablen • Klassenvariablen gehören zu den Datenmembers • Allgemeine Syntax class ClassIdent { static modifier type1 field1; static modifier type2 field2; expr } 04.12.2013 35
- 38. Konstruktoren (engl. Constructor) • Beispiel: Aufruf eines Konstruktors static void Main(string[] args) { ... Person meier = new Person(); ... } • Was ist ein Konstruktor? Eine spezielle Methode der Klasse ohne Rückgabewert, die beim Erzeugen eines Objektes automatisch aufgerufen wird. Hauptfunktion: Initialisierung der Datenmembers • Konstruktoren haben immer den selben Namen wie die Klasse 04.12.2013 38
- 40. Konstruktoren • Syntax modifier ClassIdent(type1 p1, type2 p2, …) { expr } • Standardkonstruktor Hat keine Parameter Wird automatisch erzeugt, wenn kein andere Konstruktor definiert ist • Sobald ein Konstruktor definiert wurde, verschwindet die Definition. • Soll dennoch ein Standardkonstruktor angeboten werden, muss dieser explizit definiert werden. • Konstruktoren mit Parametern Haben Parameter In der Praxis werden immer mehrere Konstruktoren dieser Art definiert 04.12.2013 40
- 41. Konstruktoren • Jeder Klasse besitzt mindesten einen Konstruktor • Konstruktoren können sich über die colon – Syntax gegenseitig aufrufen: modifier ClassIdent(paramlist1) : this (paramlist2) { expr } • Was passiert, wenn modifier nicht public definiert ist? Es können keine Objekte von aussen definiert werden. „Design Pattern“: Factory • Hinweis: Es gibt auch Destruktoren! 04.12.2013 41
- 42. Klassenkonstruktor • Zweck: dürfen nicht explixit aufgerufen! Sondern wenn die Klasse zum erst referrenziert wird. • Besonderheiten Keine accessibility Keine Parameter Können nicht überladen werden • Syntax: static ClassIdent(paramlist1) { expr } 04.12.2013 42
- 44. Eigentschaften (engl. Properties) • „Virtuelle“ Datenmembers • Datenmembers, die über 2 Methoden realisiert werden: Get-Accessor: Set-Accessor: Wert eines Members lesen Wert eines Members festlegen • Eigenschaften sind Datenmember, die über Accessor zugegriffen realisiert werden 04.12.2013 44
- 46. Warum Eigentschaften? • Erweiterte Zugriffskontrolle Nur Lesezugriff (engl. read-only) Nur Schreibzugriff (engl. write-only) • GANZ WICHTIG! Datenabstraktion Direkte Zugriff auf Daten wird unterbunden: Validierung & Modellierung • Vererbarkeit (später) Anpassung in den „Kinderklassen“ • Reine Lesezugriff ist bei den Felder auch möglich! 04.12.2013 46
- 49. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit http://www.draphony.de facebook.com/DraphonyGames 04.12.2013 49