Typen, Module und Schnittstellen

Typisierung

• Warum?

  • sagt was gültige Werte sind
  • sagt was mit Variablen möglich ist
  • wie viel Speicher muss reserviert werden
  • was für Operationen sind zulässig

• Warum Type-Checker?

  • Hilft Fehler zur Kompilierzeit zu finden, nicht erst zur Laufzeit
  • Bei nicht statischer Sprache existiert Checker nicht, Fehler treten bei Laufzeit auf
    • Verhindern durch automatisierte Tests

• Zusammengesetzte Typen

  • Klassen bestehen meist aus mehreren aus Typen
  • Klassen bilden einen neuen Typen

Modularisierung

• Flexibilität / Nachhaltigkeit

  • Austausch einzelner Teile bei Defekt
  • Änderungen oder Erweiterungen nach Bedarf

• man erhält was man braucht

• seit 1960er Jahren

• effiziente Wartung

• Erweiterung von Programmen

• parallele Entwicklung

• verringert Redundanz von Code

• Erhöht Verständlichkeit

• Ermöglicht Wiederverwendung

Modularisierung nach Parnas - Information Hiding Prinzip

Herangehensweise: Was sind wichtige Entscheidungen die sich ändern können?

Ergebnis: Erstelle Module so, dass den anderen Modulen egal sein kann, ob du deine Entscheidung irgendwann änderst und die sich nicht darauf verlassen.

Schnittstellen

• Wozu Normen und Standards?

  • Flexibilität, keine Bindung an Hersteller
  • Hersteller kann sich auf Standard verlassen

• Geht nur wenn Standard klare Richtlinien definiert und sich alle daran halten

• Interfaces in Java definieren Menge von Methoden und einen Typ

• Klasse kann angeben ein Interface zu implementieren

  • muss alle im Interface definierten Methoden besitzen

• Variable kann und sollte auf Interface-Typ deklariert werden

  • kann Objekt jeder klasse belegen die das Interface implementiert

Datenkapselung

• Was ist Zustand?

  • Werte aller Daten zusammen, die sich verändern und Einfluss auf Verhalten haben
  • Einfache Funktionsbibliotheken haben keinen Zustand
    • da sie keine Daten speichern
    • nur Daten direkt wieder ausgeben
    • verhalten sich immer gleich
  • Komplexe Systeme haben immer einen Zustand
    • will vermeiden das nicht zulässiger Wert angenommen wird

• Grundregeln

  • Instanzvariables privat machen
    • nur über öffentliche Methoden zugänglich machen
    • Erfüllt Hiding Prinzip
    • Definiert Schnittstelle
    • sichert sauberen Zustand

Take-Home Message

• Information Hiding bedeutet, dass man Implementierungsentscheidungen, die sich ändern können, so versteckt, dass andere sich nicht fälschlicherweise darauf verlassen können.
  • Entscheidungen die sich nicht ändern, werden über verlässliche Schnittstellen dokumentiert
• zustandsbehaftete Objekte reagieren ggf. unterschiedlich, je nach dem was davor damit gemacht wurde.
  • Ein Objekt ohne Instanzvariablen kann sich nichts merken und ist daher zustandslos
• Datenkapselung sorgt dafür, dass der Zustand eines Objekts nur auf kontrollierte Weise geändert werden kann