Einstieg OO (Objekt-Orientierung) mit Java

Programmieren ist das Herstellung von mehrfach nutzbaren Funktionalitäten auf Basis flexibel konfigurierbarer Hardware.

Die Komplexität dieser Funktionalitäten ist potentiell sehr groß (Computerspiel, Textverbarbeitung, Zeichenprogramme, etc.), der Erstellungsaufwand wird eher in Mann-Monaten oder Mann-Jahren formuliert. Viele komplexe, häufig benutzte Programme sind das Ergebnis 10-100 (oder mehr) Mannjahre Programmier-Aufwand.

Um so komplexe Produkte erstellen zu können, wurden in den letzten 60 Jahren viele Konzepte und Werkzeuge entwickelt.

Unvermeidbar gehört zum Programmieren auch das Lesen und Verfassung von Dokumentation. Ebenso unvermeidbar ist das Testen - praktisch KEIN Programm ist fehlerfrei! Es gibt auch dafür eigene Verfahren und Werkzeuge. Programmiersprache

Programme werden in sogenannten "Programmiersprachen" formuliert, das sind formal exakt definierte, dem menschlichen Denken gut angepasste Notationen (fast immer) in Text-Form (sinnvollerweise in Computer-Dateien gespeichert).

Diese Texte werden "Quell-Code" oder "Source-Code" genannt und werden nach Prüfung auf Einhaltung der festgelegten Grammatik/Syntax mit einem "Compiler"-Programm (oder bei Script-Sprachen "Interpreter") in ein "Binär-Format" umgewandelt, das der Computer mithilfe des Betriebssystems und oft einer spezifischen Software-Infrastruktur (Laufzeitumgebung, Virtuelle Maschine, Standard-Bibliotheken) ausführen kann.

Es gibt sehr viele Programmiersprachen, viele davon objektorientiert. Wir verwenden Java (objektorientiert, sehr viel verwendet - z.B. Hauptsprache in Android).

Wichtige Elemente aller Programmiersprachen sind Variable und "Funktionen" (enthalten Algorithmen, um gewünschte Ergebnisse zu erreichen).

Oft wird zur Darstellung der logischen Struktur von Programmen auch grafische Notation in je nach Aspekt unterschiedlicher Form verwendet.

Zur Erstellung von Source-Code, probeweisem Ausführen und Analysieren des Ablaufes gibt es spezialisierte Software-Werkzeuge - im einfachsten Fall leistungsfähige Text-Editoren oder sogenannte IDEs (Integrated Development Environment).

Wichtige Hilfsmittel, die solche Werkzeuge teils automatisch anwenden, sind:

Wir haben Kontakt mit der Real-Welt zu erheblichen Teilen über visuell wahrnehmbare Objekte - Autos, Menschen, Tiere, Äpfel, Hosenknöpfe, etc. - kompakte, stückhafte, abzählbare Phänomene der Wirklichkeit. Daneben mit Kontinuen - Flüssigkeiten, Gasen, etc., und natürlich mit Phänomenen, wo der Ereignis-Aspekt (Knall, Begegnung, ..), der Vorgang (schnelle Bewegung, …​) oder der direkte Eindruck unserer anderen Sinnesorgane dominiert (Schall, etc.).

Programmieren versucht sich nach den Konzepten der menschlichen Erfahrungswelt zu strukturieren.

Realwelt-Objekte sind uns besonders gut analytisch zugänglich, sie haben oft relativ stabile Eigenschaften (Farbe, Gewicht, Größe, Form, etc.). Auch die natürliche Sprache ist in beachtlichem Ausmaß objektorientiert - wir können auch Vorgänge und Eigenschaften als Objekte betrachten (Das Laufen, Farbe Grün, die Größe, …​). Daher hat sich in den letzten Jahrzehnten die "Objektorientierte Softwareentwicklung" sehr stark verbreitet. Auch wir werden gleich von Beginn weg nach diesem Prinzip arbeiten. Hierbei wird bei der Software-Entwicklung auf oberster Ebene die Objektnatur verwendet, diesen Objekten werden Eigenschaften und mögliche Aktivitäten zugeordet. Ein Programm besteht fast immer aus mehreren (oft SEHR vielen) Objekten, die voneinander "wissen" und interagieren können.

Software interessiert sich NIE für ein Objekt in seiner gesamten Fülle und Komplexität, sie wird immer zur Umsetzung eines relativ konkreten Vorhabens geschrieben - eine Schülerverwaltung interessiert sich nicht für die molekulare Struktur jedes Schülers, sondern für seine (wenigen) verwaltungsrelevanten Eigenschaften und Beziehungen wie Name, Geburtsdatum, aktuelle Schulklasse, Adresse, Eltern, Erreichbarkeit etc. Es wird daher beinahe immer ein stark reduktionistisches Modell von Realwelt-Objekten erstellt und mit diesem gearbeitet. (siehe auch Computerspiele - hier sind die "Helden" nur sehr eingeschränkt definiert und können nur wohldefinierte Aktivitäten vollbringen bzw. Zustände einnehmen (besiegt, zerstört, Energievorrat-Status, etc.)

Wir nutzen dabei in den meisten Programmiersprachen auch das Konzept von Begriffen - Abstraktionen über Mengen ähnlich strukturierter, konkreter Objekte:

Solche Begriffe werden "Klasse" genannt. Sie definieren die für uns gerade interessanten Eigenschaften der Objekte und die möglichen Aktivitäten.

Programmtechnisch können dann mit einer solchen Klasse beliebig viele Ojekte einer gewünschten Klasse erzeugt werden (man nennt das auch "Instanzieren", das entstandene Objekt auch "Instanz" (= Exemplar).

Klassen kann man sich auch als "Bauplan" der aus ihnen erzeugbaren Objekte vorstellen.

Sie definieren, welche Eigenschaften (und "Assoziationen" …​ "stabile" direkte Beziehungen) die erzeugten Objekte haben. Weiters definieren sie, welche Aktivitäten/Funktionalitäten die erzeugten Objekte "können".

könnte folgende Eigenschaften haben:

und folgende Funktionalitäten: