path: root/Info/10/2/Polymorphismus/slides.md

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author: Florian Fischer
aspectratio: 169
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## Wir bauen ein Auto

`\begin{center}`{=latex}
![](img/Copyrighted/car_explosion.png){height=85%}
`\end{center}`{=latex}

## \faIcon{chalkboard-teacher} Wiederholung: \only<2->{Kardinalitäten}

\begin{tikzpicture}
  \begin{class}[text width=3cm]{Auto}{0,0}
    \attribute{...}
    \operation{...}
  \end{class}

  \begin{class}[text width=3cm]{Bauteil}{9,0}
    \attribute{...}
    \operation{...}
  \end{class}

  \association{Auto}{\boldred{1}}{besteht aus >}{Bauteil}{< verbaut in}{\boldred{n}}
\end{tikzpicture}

\vspace{1cm}
\only<-2>{\phantom{ Hilft uns diese Modellierung beim Konstruieren eines Autos? }}
\only<3->{ Hilft uns diese Modellierung beim Konstruieren eines Autos? }

## \faIcon{chalkboard-teacher} Wiederholung: \only<2->{Vererbung} \only<3->{(Spezialisierung)}

\vspace{0.1cm}
\begin{tikzpicture}
  \begin{class}[text width=3cm]{Auto}{0, 2.5}
    \attribute{...}
    \operation{...}
  \end{class}

  \begin{class}[text width=3cm]{Bauteil}{5, 2.5}
    \attribute{...}
    \operation{...}
  \end{class}

  \association{Auto}{1}{}{Bauteil}{n}{}

  \begin{class}[text width=4cm]{Motor}{10, 0}
    \inherit{Bauteil}
    \attribute{...}
    \operation{...}
  \end{class}

  \begin{class}[text width=4cm]{Felge}{10, 2.5}
    \inherit{Bauteil}
    \attribute{...}
    \operation{...}
  \end{class}

  \begin{class}[text width=4cm]{Windschutzscheibe}{10, 5}
    \inherit{Bauteil}
    \attribute{...}
    \operation{...}
  \end{class}

  \node[below=0.2cm of Motor] (spez) {speziell};
  \node (allg) at (Bauteil |- spez) {allgemein};
  \draw[{Triangle[open]}-] (allg) -- (spez);
\end{tikzpicture}

## \faIcon{desktop} Arbeitsauftrag: Bälle \hfill 15min

\let\tightlist\relax
1. Öffne das **Baelle** Projekt
2. Erzeuge einen Ball und einen Flummi und starte die *Simulation*
3. Zeichne ein Klassendiagramm der Klassen `Flummi`, `Ball` und `Kreis`.  
  (Die Attribute und Methoden der Klasse `Kreis` können weggelassen werden)
4. Untersuche, wie das Konzept der Vererbung in Java umgesetzt wurde.

\hfill{}
*Nicht der Physik-Lehrkraft zeigen!* `\o/`

## Klassendiagramm

\begin{tikzpicture}
  \begin{class}[text width=3cm]{Kreis}{0, 0}
    \attribute{...}
    \operation{...}
  \end{class}

  \begin{class}[text width=4.5cm]{Ball}{5, 0}
    \inherit{Kreis}
    \attribute{geschwindigkeit}
    \operation{act()}
  \end{class}

  \begin{class}[text width=3cm]{Flummi}{10, 0}
    \inherit{Ball}
    \attribute{bounceFaktor}
    \operation{act()}
  \end{class}
\end{tikzpicture}

## \faIcon{pencil-alt} Vererbung in Java {.t}

Das Java Schlüsselwort ...

## \faIcon{pencil-alt} Vererbung in Java {.t}

Das Java Schlüsselwort `extends`{.java} drückt eine Vererbungsbeziehung zwischen zwei Klassen aus.

\vspace{0.5cm}

\pause

::: {.block}
### Syntax der Klassendefinition
`class Unterklasse extends Oberklasse {...}`{.java}
:::

\vspace{0.5cm}

\pause

Die Unterklasse erbt alle Methoden und Attribute der Oberklasse.  
Man spricht: "Eine Felge *ist* ein Bauteil".
Oder: "Ein Flummi *ist* ein Ball".

\pause

\begin{tikzpicture}[overlay, remember picture]
  \node[rotate=-30,scale=3] at (12, 3) {\Huge \boldred{!}};
\end{tikzpicture}

## \faIcon{chalkboard-teacher} Wiederholung: Vererbung in Java

::: columns
:::: {.column width=40%}
```java
class Oberklasse {
  private int zahl;

  public void Oberklasse(int n)
  {
    zahl = n;
  }

  public int gibZahl()
  {
    return zahl;
  }
}
```
::::

:::: {.column width=50%}
```java
class Unterklasse extends Oberklasse {
  public void Unterklasse(int n)
  {
    // Oberklasse Initialisierung?
  }
}
```
::::
:::

## \faIcon{chalkboard-teacher} Wiederholung: Vererbung in Java

::: columns
:::: {.column width=40%}
```java
class Oberklasse {
  private int zahl;

  public void Oberklasse(int n)
  {
    zahl = n;
  }

  public int gibZahl()
  {
    return zahl;
  }
}
```
::::

:::: {.column width=50%}
```{.java highlightlines=\{4\}}
class Unterklasse extends Oberklasse {
  public void Unterklasse(int n)
  {
    super(n);
  }
}
```
::::
:::

## \faIcon{pencil-alt} Vererbung in Java 2. {.t}

\vspace{1cm}

Die Oberklasse ist über das Java Schlüsselwort ... benutzbar.

## \faIcon{pencil-alt} Vererbung in Java 2. {.t}

\vspace{1cm}

Die Oberklasse ist über das Java Schlüsselwort `super`{.java} benutzbar.

\vspace{1cm}
\pause

### Beispiele

* `super(...)`{.java} Konstruktoraufruf der Oberklasse
* `super.zahl`{.java} Attribut der Oberklasse
* `super.zahlGeben()`{.java} Methodenaufruf der Oberklasse

\pause

\begin{tikzpicture}[overlay, remember picture]
  \node[rotate=-30,scale=3] at (12, 3) {\Huge \color{red} \textbf{!}};
\end{tikzpicture}

## Polymorphismus

\begin{center}
griechisch Vielgestaltigkeit
\end{center}

`\begin{center}`{=latex}
![](img/wolpertinger.jpg)
`\end{center}`{=latex}

## \faIcon{desktop}/\faIcon{pencil-alt} Arbeitsauftrag Tierheimverwaltung \hfill 15min

\let\tightlist\relax
* **AUFGABE 0:** Öffne das Projekt **Tierheim** und mache dich kurz damit vertraut.
* **AUFGABE 1:** Überlege dir, wie du unterschiedliche Tiere im Tierheim speicherst und setze deine Überlegung um
* **AUFGABE 2:** Begründe warum Pluto (Objekt der Klasse Hund) nicht ins Tierheim aufgenommen werden kann

## Polymorphismus

> ... ist die Eigenschaft, dass ein **Referenzattribut** nicht nur Objekte der als Datentyp angegebenen Klasse referenzieren kann, sondern auch Objekte **aller** zu dieser Klasse existierenden **Unterklassen**.

## Polymorphismus

\begin{tikzpicture}[scale=0.5]
  \begin{object}[text width=3.5cm]{th1}{0,0.5}
    \instanceOf{Tierheim}
    \attribute{tiere[0]}
    \attribute{tiere[1]}
    \attribute{...}
  \end{object}

  \begin{object}[text width=4cm]{t1}{12,0}
    \instanceOf{Tier}
    \attribute{name="Wolle"}
    \attribute{geschlecht="ungewiss"}
  \end{object}

  \begin{object}[text width=4cm]{h1}{12,5}
    \instanceOf{Hund}
    \attribute{name="Pluto" }
    \attribute{geschlecht="maennlich"}
    \attribute{rasse="comic"}
  \end{object}

  \only<2->{
    \node[fill=black, circle, minimum size=0.075cm] (circle) at (2.2, -2.35) {};
    \draw[line width=2pt, -latex] (circle) edge [bend right=15] (8, -0.5) {};
  }
  \only<3> {
    \node[fill=black, circle, minimum size=0.075cm] (circle2) at (2.2, -1.4) {};
    \draw[line width=2pt, -latex] (circle2) edge [bend left=30] (8, 4.5) {};
  }
\end{tikzpicture}

## \faIcon{desktop}/\faIcon{pencil-alt} Arbeitsauftrag Tierheimverwaltung Fortsetzung

\let\tightlist\relax
* **AUFGABE 3:** Vervollständige die Klasse `Hund` als Spezialisierung der Klasse `Tier`
* **AUFGABE 4:** Implementiere die Methode `Tierheim.besuchen()`{.java} und überlege dir welche Ausgaben das Programm machen wird. Überprüfe deine Vermutung in dem du das Programm ausführst.

## \faIcon{pencil-alt} Polymorphismus

> ... ist die Eigenschaft, dass ein **Referenzattribut** nicht nur Objekte der als Datentyp angegebenen Klasse referenzieren kann, sondern auch Objekte **aller** zu dieser Klasse existierenden **Unterklassen**.

\vspace{1cm}

> Wird ein **Objekt einer Unterklasse** über dieses Referenzattribut referenziert, so werden Attribute und Methoden verwendet, wie sie in **dessen Klasse** bekannt sind (und nicht die überschriebenen Methoden der Oberklasse).

\pause

\begin{tikzpicture}[overlay, remember picture]
  \node[rotate=-20,scale=3] at (12, -0.5) {\Huge \boldred{!}};
\end{tikzpicture}

## \faIcon{chalkboard-teacher} Beispiel: Polymorphismus

Was gibt dieses Programm aus?

```java
Tier pluto = new Hund("pluto", "maennlich", "comic");
pluto.gibLaut();
```

\pause

::: {.block}
### Ausgabe
`Wuff`
:::

Da der **Polymorphismus** dafür sorgt, dass die Methode ausgeführt wird, so wie sie in der Unterklasse `Hund` bekannt ist.