Objektorientierte Programmierung

Prozedurale vs. Objektorientierte Programmierung

Prozedurale Programmierung:

• Fokus auf Funktionen (Prozeduren), die nacheinander ausgeführt werden.
• Daten und Funktionen sind getrennt.
• Beispiel: JavaScript

Objektorientierte Programmierung (OOP):

• Fokus auf Objekte, die Daten (Attribute) und Funktionen (Methoden) kombinieren.
• Förderung von Wiederverwendbarkeit, Wartbarkeit und Erweiterbarkeit.
• Beispiel: Java

Prozedur und Funktion – Unterschied

• Funktion: Gibt einen Rückgabewert zurück.
• Prozedur: Führt eine Aufgabe aus, gibt aber keinen Wert zurück (in Java: void Methoden).

// Prozedur
void druckeBegrüßung() {
    System.out.println("Hallo!");
}

// Funktion
int addiere(int a, int b) {
    return a + b;
}

Exceptions

Exceptions sind Fehler, die während der Programmausführung (also zur Laufzeit) auftreten. Java bietet dafür ein System, um diese Fehler abzufangen und das Programm kontrolliert weiterlaufen zu lassen.

Warum brauchen wir try und catch?

Manche Fehler, wie eine Division durch 0, bringen das Programm zum Absturz – wenn du nichts unternimmst.

Stattdessen kannst du mit try und catch solche Fehler abfangen und eine passende Reaktion darauf geben, z. B. eine Fehlermeldung anzeigen.

try {
    int ergebnis = 10 / 0; // Versuch: Division durch 0
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("Fehler: Division durch 0");
}

Collections

Collections sind vorgefertigte Datenstrukturen, die verwendet werden, um Gruppen von Objekten zu speichern, zu verwalten und zu verarbeiten.

Die wichtigsten Interfaces sind:

List

Eine List speichert Elemente in einer festen Reihenfolge (Index-basiert) und erlaubt Duplikate.

Beispiel:

List<String> namen = new ArrayList<>();
namen.add("Anna");
namen.add("Ben");
namen.add("Anna"); // erlaubt!

• Zugriff über get(index)
• Wichtigste Implementierungen:
  • ArrayList (schneller Zugriff, langsames Einfügen in der Mitte)
  • LinkedList (schneller beim Einfügen/Löschen in der Mitte)

Set

Ein Set speichert keine doppelten Elemente – jedes Element ist einzigartig.

Beispiel:

Set<String> namen = new HashSet<>();
namen.add("Anna");
namen.add("Anna"); // wird ignoriert

• Keine Garantie auf Reihenfolge (HashSet)
• Geordnete Version: LinkedHashSet (Einfügereihenfolge)
• Sortierte Version: TreeSet (automatisch sortiert)

Map

Eine Map speichert Schlüssel-Wert-Paare (key -> value) und jeder Schlüssel ist einzigartig.

Beispiel:

Map<Integer, String> personen = new HashMap<>();
personen.put(1, "Anna");
personen.put(2, "Ben");
personen.put(1, "Clara"); // überschreibt Anna!

• Zugriff über get(key)
• HashMap: keine Reihenfolge
• LinkedHashMap: Einfügereihenfolge
• TreeMap: sortiert nach Schlüssel

Klassenbibliothek

Eine Klassenbibliothek (oft auch Klassenbibliothek oder im Englischen class library) ist in der Softwareentwicklung eine Sammlung von vordefinierten Klassen, Funktionen, Schnittstellen und Datentypen, die wiederverwendet werden können, um bestimmte Aufgaben zu lösen oder bestimmte Funktionalitäten bereitzustellen.

Was genau steckt dahinter?

Stell dir eine Klassenbibliothek wie eine Werkzeugkiste vor:

• Du musst nicht jedes Mal den Schraubenzieher neu erfinden.
• Stattdessen greifst du auf eine Sammlung fertiger Werkzeuge zurück.
• Genauso musst du in der Programmierung nicht jedes Mal alles selbst schreiben – du verwendest bestehende Klassen aus einer Bibliothek.

Deklaration & Initialisierung

Deklaration

Beim Deklarieren einer Variable wird dem Programm mitgeteilt, welcher Typ von Daten gespeichert werden soll, aber es wird noch kein konkreter Wert zugewiesen:

int zahl; // Es wird Speicherplatz für eine Ganzzahl reserviert, aber noch kein Wert gesetzt

Initialisierung

Beim Initialisieren wird der Variable ein konkreter Wert zugewiesen:

zahl = 5; // Jetzt wird der Wert 5 im vorher reservierten Speicher abgelegt

Kombiniert

Deklaration und Initialisierung lassen sich auch in einer Zeile zusammenfassen:

int zahl = 5;

Rekursive Funktion

Was ist eine rekursive Funktion?

Eine rekursive Funktion ist eine Funktion, die sich selbst aufruft, um ein Problem Schritt für Schritt zu lösen. Dabei gibt es immer eine Abbruchbedingung, damit die Funktion nicht unendlich weiterläuft.

Beispiel: Kennzeichen erstellen

Ein Programm soll ein zufälliges Kennzeichen generieren.
Es prüft dann, ob dieses bereits vergeben ist.

• Wenn ja, wird ein neues Kennzeichen generiert.
• Wenn nein, wird es gespeichert und zurückgegeben.

String generiereKennzeichen() {
    String kennzeichen = zufallsKennzeichen();

    if (existiertBereits(kennzeichen)) {
        // Rekursiver Aufruf: Funktion ruft sich selbst erneut auf
        return generiereKennzeichen(); 
    }

    speichereKennzeichen(kennzeichen);
    return kennzeichen;
}