Grundlagen der Informatik I “Programmierung”

jedoch dringend zu empfehlen, jegliche Seiteneffekte in Funktionen zu vermeiden, da dies schnell zu sehr
unübersichtlichen Programmen führen kann und besonders bei großen Softwaresystemen schnell zu unerwarteten
Auswirkungen führen wird. 4 Will man gleichzeitig einen Wert berechnen und ein Objekt ändern, so
sollte man diesen Effekt durch zwei getrennte Routinen – eine Funktion, die den Wert berechnet und eine
Prozedur, die das Objekt ändert – auslösen. Es obliegt dann dem Kunden der Klasse zu entscheiden, ob er
tatsächlich immer beide Operationen gemeinsam ausführen möchte.
Beim Schreiben von Klassen, die Datenabstraktionen wie Felder, Listen und Matrizen implementieren, ist es
sinnvoll, Objekte nicht einfach als passive Sammlungen von Information anzusehen, sondern als “aktive Datenbehälter”
mit einem internen Zustand. So wird z.B. bei Listen in der Eiffel-Bibliothek ein Cursor mitgeführt,
der auf ein aktuell zu bearbeitendes Listenelement zeigt.
Eine weitere Technik wird durch Vererbung möglich gemacht. Erlaubt ein bestimmter Begriff mehrere sinnvolle
Implementierungen, die je nach Verwendungszweck verschieden effizient sind, dann ist es angebracht, die
Schnittstelle für diesen Begriff als allgemeine Klasse zu deklarieren, und die verschiedenen Implementierungen
in verschiedenen Erbenklassen, die allesamt nur die in der Ahnenklasse genannte features exportieren. Meist
ist die allgemeine Klasse eine aufgeschobene Klasse – Beispiele findet man hierzu in der Eiffel-Bibliothek zuhauf
– manchmal aber stellt sie auch eine Standardimplementierung der vielfältig benötigten Routinen bereit, die
nur in manchen Spezialfällen verändert wird.
Umgekehrt kann man aber auch mehrere Schnittstellen für ein und denselben Begriff anbieten, was durch
die Kombination von Vererbung und Re-Export geerbter features ermöglicht wird. Diese Technik ist sinnvoll,
wenn verschiedenen Kunden verschiedene Sichten auf dasselbe Objekt geboten werden sollen, wie dies z.B. im
Falle der Bankkonten (vgl. Seite 99) der Fall war.
Eine tiefergehende Diskussion von Klassenschnittstellen findet man in [Meyer, 1988, Kapitel 9]. Hier werden
die obengenannten Prinzipien anhand einiger Beispiele ausführlich erläutert.
4.1.5 Vererbungstechniken
Vererbung ist einer der entscheidenden Vorteile des objektorientierten Entwurfs und sollte daher gezielt,
aber richtig eingesetzt werden. Wie bereits in Abschnitt 3.8.11 besprochen, bestimmt vor allem die logische
Beziehung zwischen zwei Klassen, ob besser geerbt oder benutzt werden soll. Vererbung sollte genau dann
genutzt werden, wenn Objekte einer Klasse Spezialfälle einer anderen Klasse sind. In allen anderen Fällen ist
ein Benutzen sinnvoller. Gründe, von dieser Vorgehensweise abzuweichen, haben wir bereits besprochen.
Im allgemeinen wird man eine neu zu definiernde Klasse als Spezialfall (also Erben) einer bereits existierenden
Klasse beschreiben können. Zuweilen steht man aber vor der Situation, daß die existierenden Klassen
nicht allgemein genug sind, und man eine Verallgemeinerung erzeugen muß (wie z.B. bei den geometrischen
Objekten, die man erst erfunden hatte, nachdem es schon Punkte, Geraden, Dreiecke und Kreise gab). Bisher
gibt es keine Programmiersprache, die hierzu einen generellen Mechanismus, also ein Gegenstück zur inherit-
Klausel, anbietet. Verallgemeinerungen müssen von Hand durch Editieren des Spezialfalls generiert werden.
Außerdem ist es bei Verallgemeinerungen ausnahmsweise nötig, Eingriffe in eine bereits existierende Klasse
vorzunehmen: in der spezielleren Klasse muß eine entsprechende Erbklausel mit Redefinitionsvereinbarungen
ergänzt werden. Diese Änderungen sind jedoch geringfügig und haben keine Effekte auf weitere Klassen.
Redefinition ist eine der wichtigsten Techniken bei Vererbung. Sie sollte immer dann eingesetzt werden, wenn
für den Spezialfall der Erben eine effizientere Implementierung als die der Elternklasse gefunden werden kann.
Ein besonderer Fall ist dabei die Redefinition von Funktionen als Attribute. Dies kostet zwar Speicherplatz,
spart aber zuweilen sehr viel Rechenzeit. Der Einsatz dieses Mittels erfordert aber ein sorgfältiges Abwägen.
Bei Redefinition ist immer zu beachten, daß die Semantik der redefinierten Routine erhalten bleiben muß.
In Abschnitt 3.8.10 haben wir Mechanismen kennengelernt, die sicherstellen, daß sowohl die Vor- und Nach-
4 Eine legitime Ausnahme von dieser Richtlinie wird in [Meyer, 1988, Kapitel 7.7] besprochen.