12. Objektorientierte Programmierung (OOP)

Themen: Motivation: Warum objektorientiert programmieren?; Paradigmenwechsel: strukturiert zu objektorientiert; Grundlagen: Konzepte der objektorientierten Programmierung; Ausblick: objektorientiertes Design
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Zentrale Aspekte

OOP ist eine Abstraktion, die die Abbildung realer Probleme
auf Code stark vereinfachen kann.
OOP erfordert ein grundlegendes Umdenken
verglichen mit anderen Programmierparadigmen.
Richtig eingesetzt erleichtert OOP die Erstellung
modularen, robusten und wiederverwendbaren Codes.
Objektorientierte und strukturierte Programmierung
schließen sich nicht gegenseitig aus.
Die Kernaspekte von OOP sind
Kapselung, Vererbung und Polymorphie.

Fragen zur Vertiefung und Wiederholung

Diese Fragen dienen der persönlichen Beschäftigung mit der Thematik, werden aber nicht separat in der Vorlesung besprochen.

Warum kann objektorientierte Programmierung sehr hilfreich sein, um die eingangs in der Vorlesung aufgestellten Kriterien für Programme zur wissenschaftlichen Datenverarbeitung zu erfüllen?
Was sind die Kernaspekte objektorientierter Programmierung?
Was ist der Unterschied zwischen Vererbung und Zusammensetzung? Welche Vor- und Nachteile bieten beide Konzepte?
Warum können zu tiefe Vererbungshierarchien zu einem Problem werden?
Nennen Sie drei allgemein anwendbare Grundprinzipien für objektorientiertes Design.

Weiterführende Literatur

Eine kommentierte und handverlesene Liste mit weiterführender Literatur zum Thema. Die Auswahl ist zwangsläufig subjektiv.

Eines der wenigen Bücher, die sich darum bemühen, das Paradigma der objektorientierten Programmierung allgemein und möglichst unabhängig von der konkreten Implementierung in einer Programmiersprache darzustellen, ist {[weisfeld-m-2013]}. Sehr auf Beispiele aus dem wissenschaftlichen Kontext und auf Python als Programmiersprache zugeschnitten ist {[scopatz-a-2015]}, Kapitel 6. Allgemein und kurz ist Kapitel 23 in {[passig-k-2013]}.

Ein Klassiker der „Einführung“ in die objektorientierte Programmierung, wenn auch nur noch antiquarisch zu erwerben und eher dick (knapp 1200 Seiten), ist {[meyer-b-1997]}. Auch hier liegt der Fokus nicht auf einer konkreten Sprache, sondern auf den allgemeinen Prinzipien.

Weiterführende Bücher, die objektorientiertes Design (OOD) und objektorientierte Architektur (OOA) in größerem Detail vorstellen, sind jene von Evans {[evans-e-2004]}, Fowler {[fowler-m-2003]} und Larman {[larman-c-2005]}. Sie weisen bereits weit hinaus zu Entwurfsmustern (design patterns, Kapitel 17) und in die Software-Architektur (Kapitel 22). Viele hilfreiche Details zu diesem gesamten Themenkonplex finden sich auch überall in McConnell {[mcconnell-s-2004]}.