Java/Online-Bank
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Inhaltsverzeichnis
Einfache Theorie der Objektorientierten Programmierung
Zunächst klären wir am Beispiel Vogel, was eine Klasse ist: Ähnlich wie in der Biologie gruppiert man in der OOP (Objektorientierten Programmierung) Objekte und fasst sie in Klassen zusammen. Dabei stellt sich die Frage, was einen Vogel auszeichnet:
- Ein Vogel kann bestimmte Dinge tun. Er kann etwa singen oder ein Ei legen. Das sind die sogenannten Methoden (Operationen) des Vogels (
singe(...), legeEi(...)). Methoden teilt man in zwei Gruppen ein:- beobachtende oder sondierende Methoden z.B.
gibFarbe()und - verändernde oder manipulierende Methoden wie z.B.
setFarbe(“gruen“).
- beobachtende oder sondierende Methoden z.B.
- Ein Vogel hat auch bestimmte Eigenschaften (Attribute). Er hat zum Beispiel eine bestimmte Farbe, ein Geschlecht, eine Flügelspannweite. Die Gesamtheit der Werte dieser Eigenschaften nennt man Zustand. Hierin unterscheiden sich verschiedene Objekte derselben Klasse.
- Aus der Klasse Vogel lassen sich dann konkrete Objekte bilden z.B.
vogel1,vogel2,vogel3. - Während die Klasse Vogel etwas abstraktes ist (eine Art Bauplan für Objekte), ist ein Objekt konkret.
Beispiel: Online-Bank
Die Klasse Konto
Um ein Konto zu eröffnen, benötigt eine Bank zumindest
- den Namen des Besitzers
besitzerNameund - den aktuellen Geldbetrag
kontostand.
Beides sind Attribute (bzw. Eigenschaften) der Klasse Konto.
- Jedes Attribut verlangt die Angabe eines geeigneten Datentyps.
- Java kennt u.a. folgende Datentypen:
| Typname | Größe | Wertebereich | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| boolean | 1 bit | true / false | Boolescher Wahrheitswert |
| int | 32 bit | -2.147.483.648 ... 2.147.483.647 | Zweierkomplement-Wert |
| float | 32 bit | +/-1,4E-45 ... +/-3,4E+38 | 32-bit IEEE 754, einfache Genauigkeit |
| double | 64 bit | +/-4,9E-324 ... +/-1,7E+308 | 64-bit IEEE 754, doppelte Genauigkeit |
| char | 16 bit | 0 ... 65.535 (z.B. 'A') | Unicode-Zeichen (UTF-16) |
| String | Zeichenkette (kein einfacher Datentyp, sondern ein Objekt der Klasse String) |
Eingabe des Quelltexts
- Mit "Projekt|neu" wird ein neues Projekt angelegt, das wir "Online-Bank" nennen.
- Mit "Neue Klasse" legen wir eine Klasse mit dem Namen "Konto" an.
- Wenn alles richtig geklappt hat, sollte es etwa so aussehen:
Mit einem Doppelklick auf das beige Rechteck kommt zum Editor, in dem man den Quelltext eintippen kann:
public class Konto {
// Instanzvariablen
private String besitzerName;
private double kontostand;
}
und mit dem Button "Übersetzen" abspeichert und "compiliert".
- Die Definition der Klasse beginnt mit dem Schlüsselwort
public - Die Zugriffsmodifizierer
publicundprivateregeln die Zugriffsrechte.
Dies ist vergleichbar mit dem Zugriff auf ein technisches Gerät wie z.B. Handy, TV, Auto, Waschmaschine etc.:- Die Bedienknöpfe sind
public, also öffentlich und von jedem bedienbar. - Das Innenleben des Gerätes ist
privateund ein Laie sollte hier keinen Zugriff haben.
- Die Bedienknöpfe sind
Als erste Faustregel genügt es, sich zu merken, dass
- Attribute
private(Innenleben der Klasse) und - Klassen
publicsind.
Instanzieren Sie nun ein Objekt Konto1 der Klasse Konto mit der Methode new Konto() wähle.
Objektinspektor
Ein Rechtsklick auf das rote Rechteck und dann auf Inspizieren öffnet den Objektinspektor. Dieser gibt einen Überblick über den Zustand des Objektes:
- Unser Besitzer heißt
null,
dem Anfangswert für String-Variablen. - Der Kontostand ist
0,
dem Anfangswert für numerische Variablen.
Der Konstruktor
Der Konstruktor ist eine spezielle Methode, die bei der Erzeugung von Variablen aufgerufen wird und diese in einen definierten Anfangszustand versetzt. Dieser Vorgang nennt sich auch Initialisierung.
public class Konto {
// Instanzvariablen
private String besitzerName;
private double kontostand;
// Konstruktor
public Konto (String pBesitzerName){
besitzerName = pBesitzerName;
kontostand = 1.0;
}
}
| Begriff | Erläuterung |
|---|---|
| Konstruktor | Ein Konstruktor ist eine spezielle Methode und legt die Anfangswerte fest. Er erhält den gleichen Namen wie die Klasse selbst z.B. public Konto. Alle Werte, die nicht im Konstruktor festgelegt werden, bekommen einen „default-Wert“. Bei Zahlentypen ist das 0, bei Strings „null“ |
| (Übergabe-) Parameter | Sind die Werte, die der Methode beim Aufruf übergeben werden. Für jeden Parameter muss ein Datentyp festgelegt werden. Der Name des Parameters kann zur besseren Übersicht mit p beginnen. |
| geschweifte Klammern | Sie strukturieren das Programm: Die gesamte Klasse und jede Methoden wie z.B. der Konstruktor stehen in geschweiften Klammern. Das Weglassen von Klammern ist eine typische Fehlerquelle. |
| amerikanische Notation | Verwenden Sie im Quelltext
|
| Semikolon | Nach (nahezu) jedem Befehl (Anweisung) möchte Java ein Semikolon ; |
Methoden
Die Methode einzahlen(double pBetrag) sorgt dafür, dass zu dem bisherigen Kontostand ein bestimmter Betrag hinzugefügt wird:
public void einzahlen(double pBetrag){
kontostand += pBetrag;
// oder kontostand = kontostand + pBetrag;
}
Zuweisen von Werten an Variablen
Das "Gleichheits"-zeichen wird in Java nicht als Vergleichs-, sondern als Zuweisungsoperator verwendet:
- Auf der linken Seite des Zuweisungsoperators steht die Variable, die einen neuen Wert bekommen soll,
- auf der rechten Seite eine Rechnung, die den neuen Wert ergibt.
Die Variable links darf dabei als (alter) Variablenwert in der Rechnung rechts vorkommen:x = y + 7bedeutet, dass x den Wert der Rechnung y + 7 bekommt.x = x + 7bedeutet, dass x um 7 erhöht wirdx += 7Kurzschreibweise: x wird um 7 erhöht (analog-=).x *= 7Kurzschreibweise: x wird mit 7 multipliziert (analog/=).x++x wird um 1 erhöhtx--x wird um 1 erniedrigt
Die set-Methoden als Beispiel für verändernde Methode ohne Rückgabewert
Diese einfache Methode verändert den Namen des Kontobesitzers:
public void setBesitzerName(String pNeuerName){
besitzerName = pNeuerName;
}
Die get-Methoden als Beispiel für sondierende Methoden
Eine ebenso einfache Methode liest den Namen des Kontobesitzers wieder aus:
public String getBesitzerName(){
return besitzerName;
}
Interaktion zwischen Objekten
Zu einer Bank gehören mehrere Konten und neben Ein- und Auszahlungen auch Überweisungen bzw. Interaktionen:
public void ueberweise(double pBetrag, Konto pZielkonto){
auszahlen(pBetrag);
pZielkonto.einzahlen(pBetrag);
}
- Es gibt diesmal zwei Übergabeparameter, die wir, wie schon beim Konstruktor, mit Komma trennen. Die Besonderheit ist, dass der Datentyp von Zielkonto wieder ein Konto ist.
- Man darf sogar in Methoden den Datentypen der Klasse verwenden, zu dem die Methode gehört. Das ist sinnvoll, denn üblicherweise möchte man von einem Konto auf ein anderes Konto überweisen.
- Eigenschaften, die private sind, sind nur für Objekte der gleichen Klasse sichtbar. Theoretisch könnten wir von dem einen Konto auf die Eigenschaften des anderen Kontos direkt zugreifen. Damit es nicht zu Verwechslungen bzw. sogenannten Seiteneffekten kommt, sollten Sie das unbedingt vermeiden!!
Weitere Beispiele
Der Zähler
- Der Zähler ist eine einfache Klasse, bei dem Sie bei Aufruf der Methode
erhoeheZaehlerstand()den Zähler um 1 erhöhen. - Anwendungen: Verkehrszählungen, Heizungsverbrauchzähler, Bildzähler bei einer Kamera, Rundenzähler bei der Carrera-Bahn...
- Bei den realen Anwendungen kommt der Impuls von einem Sensor bzw. einen Druckknopf. Bei der Simulation müssen Sie statt dessen eine Methode ausführen.
public class Zaehler{
// Instanzvariablen der Eigenschaften
int zaehlerstand;
// Konstruktor
public Zaehler(){
// Der Anfangszählerstand soll immer 0 sein.
zaehlerstand=0;
}
// Methoden
public void erhoeheZaehlerstand(){
zaehlerstand += 1;
// oder zaehlerstand++;
// oder zaehlerstand=zaehlerstand+1;
}
}
Das Telefonbuch
- Die Telefonnummer wird, obwohl sie laut Name eine Nummer ist, als String eingelesen, um Eingaben wie „/“ zwischen Vorwahl und Nummer zuzulassen.
- Die Besonderheit an dieser Klasse ist, dass
namenur durch den Konstruktor verändert werden kann. D.h. ich kann zwar mitsetTelefonnummernachträglich Telefonnummern ändern, aber der Name bleibt erhalten. - Allenfalls durch das Löschen des Objektes kann ich Personen aus dem Telefonbuch entfernen.
public class Telefonbuch {
// Eigenschaften
// Anfang Variablen
public String name;
public String telefonnummer;
// Ende Variablen
// Konstruktor
public Telefonbuch(String name, String telefonnummer) {
// ... Hier fehlen 2 Zeilen. Bitte nachtragen! (vgl. Übung)
}
// Anfang Ereignisprozeduren
// Methoden
public String getTelefonnummer() {
return telefonnummer;
}
public void setTelefonnummer(String pTelefonnummer) {
telefonnummer = pTelefonnummer;
}
public String getName() {
return name;
}
// Ende Ereignisprozeduren
}}
Das Auto
Die Klasse simuliert ein Auto, erfasst aber nur Daten um den Tank und den Verbrauch.
- Die manipulierenden Methoden
tanke(..)undfahre(...)beeinflussen den aktuellen Füllstand. - Die sondierende Methode
getAktuelleMaximaleReichweitegibt die Reichweite in km zurück, der beim aktuellen Füllstand noch gefahren werden kann. - Die Probleme der Klasse liegen noch darin, dass man (über das Tankvolumen hinaus) soviel tanken kann wie man will und dass der Tankinhalt auch in den negativen Bereich fahren kann (Dispokredit bei der Tankstelle). Das können wir erst lösen, wenn wir die bedingte Ausführung kennen gelernt haben.
public class Auto {
private double volumenTank;
private double verbrauchAuf100km;
private double aktuellerFuellstand;
// Konstruktor
public Auto(double pVolumenTank, double pVerbrauchAuf100km) {
volumenTank = pVolumenTank;
verbrauchAuf100km = pVerbrauchAuf100km;
aktuellerFuellstand = 0; // Bei Auslieferung ist der Tank leer
}
// Methoden
public void setAktuellerFuellstand(double pAktuellerFuellstand) {
aktuellerFuellstand = pAktuellerFuellstand;
}
public double getAktuellerFuellstand() {
return aktuellerFuellstand;
}
public double getVerbrauchAuf100km() {
return verbrauchAuf100km;
}
public double getVolumenTank() {
return volumenTank;
}
public void tanke(double menge) {
this.aktuellerFuellstand+=menge; // füge Menge hinzu
}
public void fahre(double pKilometerZahl) {
// Die Formel sagt folgendes aus:
// vom aktuellen Füllstand wird abgezogen: der Verbruch bei der Kilometerzahl
aktuellerFuellstand -= pKilometerZahl / 100 * verbrauchAuf100km;
}
}
