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g9:uebungen:attribute:start

Klassen/Objekte mit Attributen

Ein Attribut eine Objektes ist eine Eigenschaft, die einen Wert annehmen kann. Im Bild rechts etwa ist ein Objekt der Klasse Rectangle zu sehen mit den Attributen width (Wert: 800), height (Wert: 400) und FillColor (Wert: blue). Es kann viele weitere Objekte derselben Klasse geben. Sie haben die selben Attribute (width, height, …), aber diese können andere Werte haben.

Siehe dazu auch das Kapitel "Grundbegriffe der Objektorientierung".

Beispiel 1: Die Klasse Tier

Wir beginnen mit einem künstlichen - dafür aber sehr einfachen - Beispiel: Einer Klasse Tier mit den Attributen name, art und anzahlBeine.

Deklaration von Attributen:
Attribute werden deklariert, indem man auf oberster Ebene innerhalb der Klassendeklaration (also nicht innerhalb einer Methode!) den Datentyp des Attributs gefolgt von seinem Bezeichner schreibt. Es ist auch möglich, bei der Attributdeklaration einen Anfangswert anzugeben, z.B.

   String art = "Katze";

Auf die Attribute von Objekten kann man außerhalb der Klassendeklaration mithilfe der Punktschreibweise zugreifen. Wie das geht, siehst Du im obigen Beispiel.

Beispiel 2: Klassen mit Attributen und Methoden

Attributdeklarationen und Methodendeklarationen dürfen innerhalb einer Klassendeklaration beliebig hintereinander stehen. Es ist aber üblich, gleich zu Beginn einer Klassendeklaration alle Attribute der Klasse zu deklarieren und danach erst die Methoden.

Innerhalb von Methodendeklarationen kann man auf Attribute wie auf gewöhnliche Variablen durch Angabe ihres Bezeichners zugreifen. Du siehst das im obigen Beispiel in der Anweisung println(name). Ausgegeben wird der Wert des Attributs Name desjenigen Objekts, für das die Methode aufgerufen wurde.

Du fragst Dich vielleicht, wie der Compiler Attributdeklarationen und Methodendeklarationen unterscheiden kann?
Den Unterschied macht die runde Klammer hinter dem Bezeichner einer Methode. Jetzt ist Dir sicher auch klar, weshalb bei Methoden ohne Parameter trotzdem die runden Klammern () benötigt werden.

Führe das Programm schrittweise mit „step into ()“ aus und beobachte, welchen Wert die Attribute name und art jeweils innerhalb der Methoden haben! Öffne dazu rechts den Variablen-Reiter. Die Objekte werden jeweils im „zugeklappten“ Zustand gezeigt. Klappe sie auf!

Wenn sich der Aktuelle Ausführungspunkt des Programms (grün hinterlegte Programmzeile) gerade innerhalb einer Methode befindet, wird das Objekt, für das die Methode aufgerufen wurde, immer mit this bezeichnet. Klappe daher auch das this-Objekt im Reiter „Variablen“ auf und schau' Dir seine Attributwerte an.

Aufgabe 1: RechteckHelfer

Schreibe eine Klasse RechteckHelfer mit den Methoden setzeLängeBreite(double länge, double breite), gibUmfang(), gibFlächeninhalt() und gibDiagonalenlänge(). Hier ein Hauptprogramm mit Ausgabe, das die Bedeutung der Methoden zeigt:

Programm:
RechteckHelfer rh = new RechteckHelfer();
rh.setzeLängeBreite(3, 4);
println(rh.gibUmfang());
println(rh.gibFlächeninhalt());
println(rh.gibDiagonalenlänge());
Ausgabe
14
12
5

Tipp: Natürlich benötigt die Klasse auch zwei Attribute, um die Länge und Breite des Rechtecks zu speichern!

Hier geht's zur Lösung.

Aufgabe 2: Eine Klasse zum Bruchrechnen

Studiere die Klasse Bruch im Programm unten genau und ergänze folgende Methoden:

  • subtrahiere(Bruch b2)
  • multipliziere(Bruch b2)
  • dividiere(Bruch b2)
  • gibAusEcht() (gibt den Bruch ggf. als echten Bruch aus, also 3 1/2 statt 7/2)
  • erweitere(int faktor)

Hier geht's zur Lösung.

Für die Mathematik-Interessierten unter Euch:
Algorithmus zur Berechnung des größten gemeinsamen Teilers zweier Zahlen


In der Methode kürzen wird der größte gemeinsame Teiler von Zähler und Nenner berechnet. Die Strategie ist eine vereinfachte Variante des Euklidischen Algorithmus und basiert auf folgendem einfachen Satz:

Wenn eine Zahl $x$ ein Teiler der Zahlen $a$ und $b$ ist, dann ist $x$ auch ein Teiler von $|a - b|$ und von $a + b$.

In Folgenden ein Beispiel zur Durchführung des Algorithmus, das - basierend auf dem eben genannten Satz - auch den Korrektheitsbeweis des Algorithmus skizziert:
Wir bestimmen den ggT von $24$ und $80$ (und nennen ihn im Folgenden kurz $x$).

  • $x$ ist Teiler beider Zahlen und teilt daher auch $80 - 24 = 56$. Wir nehmen jetzt die kleineren beiden dieser drei Zahlen (also $24$ und $56$) und setzen das Spiel damit fort.
  • $x$ ist Teiler von $24$ und $56$ und teilt daher auch $56 - 24 = 32$. Wir nehmen jetzt die kleineren beiden dieser drei Zahlen (also $32$ und $24$) und setzen das Spiel damit fort.
  • $x$ ist Teiler von $32$ und $24$ und teilt daher auch $32 - 24 = 8$. Wir nehmen jetzt die kleineren beiden dieser drei Zahlen (also $24$ und $8$) und setzen das Spiel damit fort.
  • $x$ ist Teiler von $24$ und $8$ und teilt daher auch $24 - 8 = 16$. Wir nehmen jetzt die kleineren beiden dieser drei Zahlen (also $16$ und $8$) und setzen das Spiel damit fort.
  • $x$ ist Teiler von $16$ und $8$ und teilt daher auch $16 - 8 = 8$. Wir nehmen jetzt die kleineren beiden dieser drei Zahlen (also $8$ und $8$) und sind fertig, denn wir wissen jetzt, dass der ggT von $24$ und $80$ ein Teiler von $8$ ist. Gleichzeitig ist aber $8$ auch ein Teiler von $24$ und $80$, teilt also auch deren ggT. Daher ist $8$ der gesuchte ggT.
  • Halt, halt, nicht so schnell!!
    Warum ist $6$ auch ein Teiler von $24$ und $80$?

    Denk' Dir einfach alle Schritte wieder rückwärts: die $8$ teilt $8$ und $8$, also teilt sie auch die Summe $16 = 8 + 8$. Da sie also die $8$ und die $16$ teilt, teilt sie auch $8 + 16 = 24$. Da sie $8$ und $24$ teilt, teilt sie auch $8 + 24 = 32$, usw. Am Ende all dieser Schritte steht fest: $8$ teilt auch $24$ und $80$.
g9/uebungen/attribute/start.txt · Zuletzt geändert: 2024/08/31 12:03 von 127.0.0.1