Objektorienterad design och problemlösning

Veckoplanering

Vecka 36

Kursmaterial

Att läsa

Att titta på

OOP inkapsling Vad är inkapsling

OOP Abstraktion Vad är abstraktion?

OOP Arv Vad är arv?

OOP Polymorfism Vad är polymorfism?

OOP Polymorfism Kevin från filmen Split Kevin är nån av sina olika personligheter han tar formen av Hedwig, Dennis, Patricia, eller The Beast och beter sig olika mot de kidnappade tjejerna beroende av/på vem han är.

OPP komposition istället för arv Kevin från filmen Split har olika personligheter istället för att han är olika personligheter.

Att göra

Till varje uppgift nedan börja med att rita upp dess UML klassdiagram innan ni börjar funderar på hur koden ska implementeras.
Inkapsling: Som systemutvecklare vill jag skydda en användares e‑post och lösenord så att de inte kan läsas eller ändras direkt utifrån, så att systemet blir säkert och felaktig data inte kan lagras. Systemet ska ha regler som gör att felaktig data för epost och lös ord int kan sättas. Acceptanskriterier: Klassen ska innehålla: losenord (private), epost (private). Det ska inte vara möjligt att läsa eller ändra dessa direkt utifrån. Det ska finnas metoder för att sätta värden: SetLosenord(), SetEpost(). Metoderna ska innehålla regler: lösenord: minst 8 tecken. e‑post: måste ha giltigt format (t.ex. innehålla @).
Abstraktion:Bankomaten Som bankkund vill jag kunna ta ut pengar via en enkel metod (TaUtPengar()), så att jag slipper hantera de komplexa steg som sker bakom kulisserna. Acceptanskriterier:Det ska finnas en klass: ATMMaskin- Klassen ska innehålla en metod:TaUtPengar(double belopp). Användaren ska endast behöva anropa denna metod. Metoden ska internt (dolt för användaren): Kontrollera PIN-kod, kontrollera saldo, verifiera att uttaget är tillåtet, uppdatera kontots saldo, skriva ut kvitto. Dessa steg ska implementeras som separata private metoder, VerifieraPIN(), KontrolleraSaldo(), UppdateraSaldo(), SkrivUtKvitto(). Användaren ska inte behöva veta hur dessa steg fungerar. Uppgift: Implementera klassen enligt beskrivningen. Visa hur ett uttag sker med ett enda metodanrop. Förklara hur abstraktion används
Arv och polymorfism: Som spelutvecklare vill jag kunna skapa olika typer av fiender som har ett gemensamt beteende (attack()), så att jag kan behandla alla fiender på samma sätt men ändå få olika attackbeteenden beroende på typ. Acceptanskriterier. Det ska finnas en basklass Fiende (gärna en abstrakt klass). Basklassen ska definiera metoden: attack(). Det ska finnas minst två subklasser: Viking och Indian. Varje subklass ska implementera attack() på sitt eget sätt. Programmet ska visa polymorfism genom att: Använda en lista av typen Fiende, anropa attack() på alla objekt. Rita UML klassdiagram över denna arvs hierarki
Arv och polymorfism: I ett bibliotekssystem vill jag hantera olika typer av media med metoden (visaInfo()), så att alla objekt behandlas lika men visar olika information. Acceptanskriterier: Abstrakt klass Media, Metod: visaInfo(). Subklasser: Bok,Film. Polymorfism visa via lista.
Arv och polymorfism: Som systemutvecklare vill jag modellera olika transportmedel med metoden (transportera()), så att jag kan använda samma kod men få olika beteenden. Acceptanskriterier: Basklass Transport Metod: transportera(). Subklasser: Båt, Flygplan. Polymorfism visa via lista.
Komposition: Som spelutvecklare vill jag kunna konfigurera en fiendes attackbeteende genom komposition istället för arv. Genom att separera attacklogiken till egna klasser kan en och samma fiendeklass ändra beteende dynamiskt under spelets gång (t.ex. byta från Vikingattack till IndianAttack och då attacker på olik sätt)dvs Fienden har olika attack beteenden, utan att vi behöver skapa krångliga arvshierarkier.
Komposition: Som systemutvecklare vill jag designa ett flexibelt bibliotekssystem med hjälp av komposition istället för arv. Istället för att låta varje medietyp låsa fast sig i en specifik arvs-klasshierarki (Media, Bok, Film), skapar vi en generisk klass Media som har specifika mediatyp/visningsdetalj som hanteras av fristående klasser (Bok, Film). Det gör det enkelt att lägga till nya mediatyp/visningsdetalj (t.ex. Ljudbok eller E-tidning) utan att behöva ändra eller ärva från existerande klasser. Ett Media har en specifika Media/visningdetalj (Flexibelt och modulärt) som kan bytat ut mot en annan MediaVisningsdetalj.
Examination: Se kursrummet

Instuderingsfrågor

Vad är inkapsling?
Principen innebär att ett objekts data (attribut) och de operationer (metoder) som verkar på denna data sammanförs i en sammanhängande enhet – en klass – samtidigt som objektets interna tillstånd döljs från direkt extern modifiering. Data ska vara private och dessa åtkomst sker vi public metoder.
Varför är inkapsling viktigt?
Inkapsling är inte ett självändamål för att gömma kod. Det är ett designverktyg för att skapa autonoma objekt som äger sitt eget tillstånd, validerar sin egen data och därmed gör det övergripande systemet robust och enkelt att förändra utan att koden går sönder på andra ställen.
Vad är skillnaden mellan public och private?
Handlar om synlighet och åtkomsträttigheter (så kallade åtkomstmodifierare) i objektorienterad programmering. De bestämmer vilken kod som har rätt att se och ändra data i en klass. public är när den tillgänglig för all källkod i hela programmet. private är när den endast tillgänglig inuti den specifika klassen där den är definierad.
Vad är abstraktion?
Handlar abstraktion om att reducera komplexitet genom att dölja bakomliggande detaljer och endast visa det som är relevant för sammanhanget. Målet är att låta utvecklaren fokusera på vad ett objekt gör, snarare än how det gör det. Inom programvaruarkitektur pratar man oftast om abstraktion på två sätt: 1. Konceptuell abstraktion (Modellering). Att titta på ett komplext verkligt fenomen och filtrera bort allt som är oviktigt för just din applikation. 2. Teknisk abstraktion (Gränssnitt/Mekanismer). Att dölja komplicerad logik bakom ett enkelt, standardiserat gränssnitt. Detta uppnås i kod bla genom abstrakta klasser (abstract) och gränssnitt (interface).
Vad är skillnaden mellan Abstraktion och Inkapsling?
Dessa två begrepp blandas ofta ihop eftersom de samverkar. Abstraktion handlar om design och perspektiv: Att dölja komplexitet och skapa en förenklad modell (VAD objektet erbjuder för public metoder). Inkapsling handlar om säkerhet och struktur: Att gömma den faktiska datan och koden inuti en barriär så att ingen utifrån kan manipulera den felaktigt (HUR objektet skyddar sitt tillstånd).
Vad är en abstrakt klass?
En klass som är ofullständig och därför inte kan instansieras (du kan inte skapa ett objekt direkt från den med new). Dess huvudsakliga syfte är att fungera som en blåkopia eller basmall för andra klasser. Den används för att fånga upp gemensamma egenskaper och beteenden hos en grupp relaterade underklasser, samtidigt som den tvingar underklasserna att implementera specifika metoder.
Vilka två typer av metoder kan en abstrakt klass innehålla, och vad skiljer dem åt?
Abstrakta metoder: Detta är metoder som saknar kod (implementation). Den abstrakta klassen bestämmer bara metodens namn, parametrar och returtyp. Det blir sedan en strikt order till alla underklasser att de måste skriva koden för denna metod (genom polymorfism/override).Konkreta metoder: Till skillnad från ett gränssnitt (interface) kan en abstrakt klass också innehålla helt vanliga, färdigskrivna metoder som underklasserna ärver och kan använda direkt. Du kan alltså dela kod och undvika upprepning (DRY-principen).
Vad är ett interface?
Ett interface (gränssnitt) är ett helt abstrakt "kontrakt" som beskriver vad en klass kan göra, men inte hur den gör det.
Vad är arv?
Det innebär att en klass kan ärva egenskaper(data) och metoder från en annan klass. Det används för att skapa en hierarki mellan klasser och för att återanvända befintlig kod, vilket minskar redundans (DRY-principen – Don't Repeat Yourself).
Vad är super/bas klass och vad är en subklass?
Superklass / Basklass: Den övergripande klassen som innehåller den gemensamma koden, T.ex. Fordon ska ha det gemensamt data och metoder som gäller för alla typer av Fordon. Subklass: Den specifika klassen som ärver från superklassen, t.ex. Bil eller Motorcykel ärver det gemensamma publica datat och metoderna från Fordon. Subklassen får automatiskt tillgång till superklassens publika attribut(data) och metoder, men kan dessutom lägga till egna unika attribut(data) och beteenden(metoder).
Vad är en är-en relation?
Det är en av de grundläggande villkoren för att arv ska vara arkitektoniskt korrekt. Dvs att en subklass måste logiskt sett vara en mer specifik variant av sin superklass. Exempel: En Bil är ett Fordon. En Katt är ett Djur. Men är Häst är ett Fordon eller ett Djur? Det beror helt och hållet på vilket system du bygger. I den verkliga världen är en häst ett djur. Men i programmeringens värld styrs en klass hierarki inte av biologi, utan av applikationens syfte.
Vad är polymorfism?
Att samma metod kan ha olika beteende beroende på objektet.
Vad är dynamisk polymorfism?
Den sker vid körtid (runtime) och bygger på arv. Här har en basklass (interface, abstrakt klass) en metod, och de ärvande subklasserna implementerar metoden på sina egna specifika sätt, man gör en överskuggning(method override) av basklassen metoden. När metoden anropas via en referens till basklassen, avgör systemet först vid körtid vilket objekts metod som faktiskt ska köras.
Vad är statisk polymorfism?
Detta sker vid kompilering (compile-time). Det innebär att du har flera metoder i samma klass som har samma namn, men olika parametrar (olika antal parametrar eller olika datatyper). Kompilatorn avgör vilken metod som ska anropas baserat på de argument du skickar med.
Varför är polymorfism viktig?
Lös koppling (Loose Coupling): Din kod blir mindre beroende av specifika klasser. Du kan introducera en ny klass (t.ex. Kossa som ärver från Djur) utan att behöva ändra i loopen som hanterar dina djur. Återanvändbarhet (DRY - Don't Repeat Yourself): Du slipper skriva separata metoder eller listor för varje unik objekttyp (t.ex. SkrivUtHund(), SkrivUtKatt()). Följer SOLID-principerna: Särskilt Open/Closed Principle (en klass ska vara öppen för utökning, men stängd för modifiering). Du utökar systemet genom att lägga till nya underklasser, istället för att gå in och ändra i existerande kod med krångliga if/else- eller switch-satser som kollar objekttyper.
Vad är skillnaden mellan arv och polymorfism?
Arv: struktur (är-en relation mellan klasser). Polymorfism: olika beteende (samma metod, olika resultat)
Vad är skillnaden mellan inkapsling, abstraktion, arv och polymorfism?
Inkapsling → skydda data. Abstraktion → förenkla och dölja komplexiteten. Arv → struktur (är-en relation), återanvändning, utbyggbarhet. Polymorfism → var flexibel i beteenden, samma metod, olika resultat

Vecka 37

Kursmaterial

Att läsa

boken sid

Att titta på

Att göra

Gör nått
Examination: Se kursrummet

Instuderingsfrågor

Question 3
Answer 3
Question 4
Answer 4

Pär Eriksson

Lärare pei@du.se

Hans Jernberg

Lärare hje@du.se

OOP design

PROGRAM	IT-säkerhet och mjukvarutestning samt Systemvetenskapligaprogrammet
SYFTE	Kursen behandlar grundläggande koncept inom objektorienterad design (OOD) och mjukvaruutveckling, såsom välkända design patterns och programmeringsprinciper, syftande till att designa kod som är välstrukturerad, samt förståelig, förvaltnings- och skalbar.
KURSPLAN	Gå till kursplan hos DU