Grundlagen der Informatik I “Programmierung”

(character), reelle Zahlen in einfacher und doppelter Präzision) oder aus Verweisen bestehen zu lassen. Felder
oder Listen als Teile von Objekten zu verwenden ist nicht möglich. Stattdessen muß aus dem Objekt heraus
auf das Feld oder die Liste verwiesen werden.
Dieses Merkmal der Sprache Eiffel führt zu einer sehr dynamischen Natur von Programmen: auf Objekte angewandte
Operationen führen zur Erzeugung neuer Objekte und Verweise; Verweise werden auf andere Objekte
umgelenkt oder zu leeren Verweisen, usw. Dadurch entsteht ein hohes Maß von Flexibilität. Allerdings würde
auch die Gefahr völlig unkontrollierbarer Programmabläufe entstehen, wenn die Verwendung von Verweisen
nicht durch ein Strukturierungskonzept eingeschränkt würde. Diese Strukturierung ergibt sich automatisch
aus der Tatsache, daß Objekte beschrieben werden müssen, um für das zu entwerfende System benutzbar zu
sein.
3.2 Klassen
Wie beschreibt man also Objekte? Die Antwort hierauf ergibt sich aus der Anforderung, daß ein Softwaresystem
nicht nur für die Verarbeitung individueller Objekte (z.B. nur für die Verarbeitung der in Abbildung 3.3
repräsentierten beiden Bücher) geschrieben wird, sondern alle Objekte verarbeiten können muß, die gewisse
gemeinsame Strukturen haben wie z.B. alle Objekte, die ein Buch beschreiben. Das bedeutet, daß wir mehr
an Klassen von Objekten interessiert sind als an Einzelobjekten. Die Beschreibung einer Klasse liefert uns
somit eine Beschreibung derjenigen Eigenschaften, die alle uns interessierenden Objekte gemeinsam haben
und ermöglicht es uns, die Besonderheiten eines Individuums außer Acht zu lassen.
Der Unterschied zwischen einer Klasse und einem Objekt ist derselbe wie der zwischen einer Menge und ihren
Elementen (oder auch zwischen Datentypen und ihren Elementen). Die Klassen sind die abstrakten Konzepte,
auf deren Beschreibung ein Programm aufgebaut wird, die Objekte sind die konkreten Ausprägungen der
Konzepte, die beim tatsächlichen Ablauf des Programms eine Rolle spielen. Während des Ablaufs bleiben
die Klassen und das einmal geschriebene Programm unveränderlich, während sich die individuellen Objekte
durchaus ändern. Objektorientierte Sprachen wie Eiffel verwenden daher den Begriff “Klasse” um solche
Datenstrukturmengen zu bezeichnen, die durch gemeinsame Eigenschaften charakterisiert sind.
Wie charakterisiert man nun eine Klasse von Objekten? Man könnte dafür irgendeine feste Darstellung wählen.
So könnte man zum Beispiel die Klasse der Autoren darstellen als Zeichenketten, die an den ersten 20 Stellen
den Nachnamen enthalten, die nächsten 25 Stellen die Vornamen, dann je 4 Stellen für Geburts- und Todesjahr,
und dann 15 Stellen für die Nationalität. Unser Autorenobjekt in Abbildung 3.3 wäre dann
‘‘Meyer Bertrand 1946????Frankreich ’’
Diese Darstellung ist sehr effizient zu verarbeiten und findet daher immer noch Verwendung in vielen Softwareprodukten,
die Personendaten verarbeiten müssen. Leider ist sie extrem unflexibel in Fällen, wo Personendaten
nicht in das vorgesehene Schema passen wie z.B. bei
‘‘Kreitz Christoph Sebastian Maxim1957????Deutschland ’’
Da die Vornamen in diesem Falle mehr als 25 Zeichen einnehmen, müssen sie abgeschnitten werden, da sonst
das Geburtsdatum überschrieben würde. Man könnte sich nun damit behelfen, daß man ab sofort 30 oder gar
40 Zeichen zuläßt. Dies aber ist keine gute Lösung, da nun das gesamte Programm umgeschrieben werden muß
und alle bisherigen Daten entsprechend durch Einfügen von Leerzeichen angepaßt werden müssen. Bedenkt
man, daß heutzutage gut ein Fünftel aller Modifikationen von Programmen aufgrund einer Änderung der
Datenformate durchgeführt werden müssen, so ist eine dermaßen implementierungsabhängige Beschreibung
der Klasse “Autoren” ausgesprochen ungeeignet. Sie ist überspezifiziert.
Auch die Beschreibung der Klasse als Verbund von drei Zeichenketten beliebiger Länge (für Name, Vorname,
Nationalität) und zwei ganzen Zahlen (für Geburts- und Todesjahr) ist immer noch zu nahe an der
Implementierung, da z.B. für noch lebende Autoren eine spezielle Codierung vereinbart werden muß.