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Übungen: Objekte und Klassen

Ein Buch im Regal, der Bauplan dafür in der Software — wer das eine vom anderen trennt, kann die Welt in Objekte zerlegen.

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Übungsaufgaben

Zehn Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln — von AFB I bis AFB III. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; wenn du hängst, helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Objekt oder Bauplan?
AFB I

Die Software einer Tierarztpraxis kennt die Klasse Tier. Welche Beschreibungen meinen ein einzelnes Objekt — und nicht die Klasse?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Ein Objekt ist immer ein konkretes Ding mit eigenen Werten: Mika mit 5 kg, Bella mit Termin um 10 Uhr. Der Satz mit „Jedes Tier hat“, die Vorlage der Kartei und der bloße Name „Tier“ beschreiben dagegen, wie alle Tiere aufgebaut sind — das ist die Klasse. Typischer Fehler: Die Klasse für „alle Tiere zusammen“ halten. Sie ist kein Sammelbehälter, sondern ein Bauplan.
Ansatz: Frage bei jeder Beschreibung: Kann ich auf genau ein Tier zeigen, das gemeint ist?
Weiter: Sätze mit „jedes“ oder „Vorlage“ gelten für alle Tiere gleichzeitig — sie beschreiben den Bauplan, nicht ein Exemplar.
A2
Stimmt's? — Songs in der Playlist
AFB I

Eine Musik-App modelliert jeden Titel als Objekt der Klasse Song mit den Attributen titel, interpret und dauer. Fünf Behauptungen dazu:

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Merksatz: Die Klasse legt fest, welche Attribute und Methoden es gibt; jedes Objekt hat eigene Werte und eine eigene Identität — auch wenn die Werte zufällig gleich sind.
Ansatz: Überlege bei jeder Aussage: Geht es um den Bauplan (gilt für alle) oder um ein einzelnes Exemplar?
Weiter: Denk an deine eigene Playlist: Kann derselbe Song zweimal darin stehen? Dann sind es zwei Einträge — zwei Objekte.
A3
Fachbegriffe an der Wetterstation
AFB I

Eine Schule vernetzt mehrere Wetterstationen. Setze die Fachbegriffe ein — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Die Klasse Messstation ist der für alle Stationen. Die Station auf dem Dach der Sporthalle ist ein dieser Klasse. Dass sie gerade 18 Grad und 65 % Luftfeuchte anzeigt, beschreibt ihren aktuellen . Die Temperatur ist ein jeder Station, und das Messen, das die Station alle zehn Minuten ausführt, ist eine .

„Datentyp“ bleibt übrig: Die Temperatur ist ein Attribut (eine Eigenschaft der Station); ihr Datentyp wäre erst die Frage, welche Art von Wert gespeichert wird (z. B. Kommazahl). Typischer Fehler: Zustand und Attribut verwechseln — das Attribut ist die Eigenschaft „Temperatur“, der Zustand sind die aktuellen Werte „18 Grad, 65 %“.
Ansatz: Unterscheide: Was gilt für alle Stationen (Bauplan, Attribut, Methode) — was nur für die eine Station auf dem Dach?
Weiter: Eigenschaften werden zu Attributen, Tätigkeiten zu Methoden. Die aktuellen Werte aller Attribute zusammen nennt man Zustand.
A4
Vom Text zum Modell: Hotel
AFB II

„Die Software eines Hotels verwaltet Zimmer und Gäste. Jedes Zimmer hat eine Zimmernummer, eine Anzahl an Betten, einen Preis pro Nacht und ist entweder belegt oder frei. Von jedem Gast wird der Name gespeichert. Ein Gast kann ein Zimmer buchen und später auschecken. Die Rezeption kann den Preis eines Zimmers ändern.“ Sortiere die Begriffe: Was wird Klasse, was Attribut, was Methode?

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Klasse
2Attribut
3Methode
Ein Substantiv wird zur Klasse, wenn es ein eigenständiges Ding mit eigenen Eigenschaften ist (Zimmer, Gast). Substantive, die nur etwas an einem solchen Ding beschreiben (Zimmernummer, Preis, Name), werden Attribute. Häufiger Fehler: „belegt oder frei“ als Methode einsortieren — es ist aber ein Zustand, also ein Attribut (ja/nein). Die Tätigkeit dazu wäre „buchen“.
Ansatz: Frage bei jedem Begriff: Ist es ein eigenständiges Ding, eine Eigenschaft von etwas oder eine Tätigkeit?
Weiter: Verben (buchen, auschecken, ändern) werden Methoden. Adjektive wie „belegt“ beschreiben einen Zustand und landen deshalb bei den Attributen.
A5
Kaffeeautomat: Wer ändert was?
AFB II

Ein Kaffeeautomat im Lehrerzimmer wird als Objekt mit den Attributen guthaben, wasserstand, becherAnzahl, getraenkeHeute und preisCappuccino modelliert. Welches Attribut ändert sich bei welchem Ereignis?

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Jede Methode eines Objekts verändert gezielt bestimmte Attributwerte — das ist die Verbindung von Verhalten und Zustand. Stolperfalle: „2-Euro-Münze“ klingt nach Preis, verändert aber das Guthaben; der Preis ändert sich nur, wenn der Betreiber ihn neu festlegt.
Ansatz: Stell dir vor, du schaust vor und nach dem Ereignis auf die Anzeige des Automaten: Welcher eine Wert ist anders?
Weiter: Achte auf den Unterschied zwischen dem, was der Kunde einwirft (Guthaben), und dem, was ein Getränk kostet (Preis).
A6
Modellieren in fünf Schritten: Tanzschule
AFB II

Du sollst aus der Beschreibung einer Tanzschule („Kurse mit Wochentag und Preis, Tanzpaare melden sich an oder sagen ab“) ein Modell entwickeln. Bring die Arbeitsschritte in eine sinnvolle Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Beschreibung lesen und alle Substantive markieren (Tanzschule, Kurs, Tanzpaar, Wochentag, Preis)
2Entscheiden, welche Substantive eigenständige Dinge sind (Klassen) und welche nur Eigenschaften beschreiben
3Die Eigenschaften als Attribute der passenden Klasse zuordnen, z. B. preis zu Kurs
4Verben suchen (anmelden, absagen) und als Methode der Klasse eintragen, deren Attributwerte sich dadurch ändern
5Mit einem Beispielobjekt prüfen: Kurs „Salsa 1“, dienstags 18 Uhr, 90 Euro — lässt sich alles mit dem Modell ausdrücken?
Am häufigsten verrutscht der Methoden-Schritt nach vorn. Eine Methode kann man aber erst sinnvoll zuordnen, wenn klar ist, welche Klasse welche Attribute hat — denn eine Methode gehört zu der Klasse, deren Zustand sie ändert. Die Probe mit einem konkreten Objekt steht am Ende: Sie deckt vergessene Attribute auf.
Ansatz: Welcher Schritt braucht keinerlei Vorarbeit? Welcher prüft das fertige Ergebnis?
Weiter: Methoden ordnet man der Klasse zu, deren Attributwerte sich ändern — dafür müssen Klassen und Attribute schon feststehen.
A7
Von Reihungen zu Objekten
AFB IIMix

Ein Sportverein hat seine 40 Mitglieder bisher wie in Kapitel 2 in drei Reihungen gespeichert: String[] namen, int[] geburtsjahre und boolean[] beitragBezahlt, jede mit 40 Einträgen. Nun soll es stattdessen eine Klasse Mitglied geben — mit den Attributen name, geburtsjahr, beitragBezahlt und zusätzlich mitgliedsnummer. Wie viele Attributwerte speichern alle Mitglied-Objekte zusammen?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
40 Objekte mit je 4 Attributen: 40 · 4 = 160 Werte. Häufiger Fehler: 3 · 40 = 120 — dann ist das neue Attribut mitgliedsnummer vergessen. Ebenfalls falsch ist „4“: Die Klasse nennt nur 4 Attribute, aber jedes der 40 Objekte hat seine eigenen Werte. Der Gewinn gegenüber den Reihungen: Alles, was zu einem Mitglied gehört, liegt in einem Objekt zusammen statt verteilt auf gleiche Indizes.
Ansatz: Wie viele Mitglied-Objekte braucht man für 40 Mitglieder?
Weiter: Jedes Objekt hat für jedes Attribut der Klasse einen eigenen Wert. Zähle die Attribute genau — es ist eines dazugekommen.
A8
Klassenfahrt: Klassen, Objekte, Werte
AFB III

Für eine Klassenfahrt entsteht eine kleine Software. Mit fahren 27 Schülerinnen und Schüler und 2 Lehrkräfte; alle werden als Teilnehmer erfasst. Außerdem gibt es 8 Zimmer und einen Bus. Jeder Teilnehmer hat die Attribute name, zimmernummer und istLehrkraft.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Wie viele Klassen braucht das Modell mindestens? Klassen
  2. Wie viele Objekte gibt es insgesamt? Objekte
  3. Wie viele Attributwerte speichern alle Teilnehmer-Objekte zusammen? Werte
  4. Transfer: Ein zweiter Bus wird gemietet, zwei weitere Zimmer werden gebucht. Wie viele Klassen braucht das Modell jetzt? Klassen
Die Kette trennt sauber zwischen Bauplan und Exemplar: Es gibt 3 Klassen (Teilnehmer, Zimmer, Bus), aber 29 + 8 + 1 = 38 Objekte und 29 · 3 = 87 Attributwerte bei den Teilnehmern. Lehrkräfte brauchen keine eigene Klasse, weil das Attribut istLehrkraft den Unterschied schon abbildet. Ein zweiter Bus ist nur ein weiteres Objekt derselben Klasse — die Anzahl der Klassen bleibt 3.
Ansatz: Klassen zählen: Wie viele verschiedene Baupläne werden gebraucht? Objekte zählen: Wie viele einzelne Dinge gibt es?
Weiter: Schüler und Lehrkräfte sind beide Teilnehmer; der Unterschied steckt im Attribut istLehrkraft. Mehr Busse bedeuten mehr Objekte, nicht mehr Klassen.
A9
Fehlersuche im Schulheft: Bibliothek
AFB III

Ein Mitschüler hat die Software der Schulbibliothek modelliert und seine Überlegungen notiert. Drei Sätze sind falsch — finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Am häufigsten ist in Klausuren der zweite Fehler: Ein Verb wird zum Attribut gemacht. Merke: Verben → Methoden; der Zustand, den das Verb verändert, ist ein Attribut. Genauso häufig: Klasse und Objekt vertauschen — ins Regal stellen kann man nur Objekte.
Ansatz: Prüfe jeden Satz mit zwei Fragen: Ist ein Verb zum Attribut geworden? Werden Klasse und Objekt verwechselt?
Weiter: Denk an zwei gleiche Bücher: Können zwei Personen sie gleichzeitig ausleihen? Dann sind es zwei Objekte.
A10
Trickaufgabe: Wie viele Schlösser?
AFB IIITrick

Ein Escape-Room wird programmiert. Es gibt die Klasse Schloss (Attribute code und offen). Gib für jede Situation an, wie viele Schloss-Objekte existieren — ohne dich von den Zahlen im Text ablenken zu lassen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 0 = kein Objekt, 1 = ein Objekt, 2 = zwei Objekte, 3 = drei Objekte, 4 = vier Objekte. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
0 = kein Schloss-Objekt4 = vier Schloss-Objekte
Vier Türen, an jeder hängt ein eigenes Zahlenschloss.
Zwei Truhen mit je einem Schloss — beide sind auf den Code 4711 eingestellt.
Ein einziges Schloss wird dreimal geöffnet und wieder verriegelt.
Die Bauanleitung beschreibt „Schloss: code, offen, öffnen“ — eingebaut ist noch keins.
Ein Vorhängeschloss wird zwischen zwei Türen umgehängt; dazu je ein Schloss an einer Kiste und an einem Schrank.
Gleiche Werte machen keine gleichen Objekte (zwei Truhen, gleicher Code → 2), wiederholtes Benutzen erzeugt keine neuen Objekte (dreimal öffnen → 1), und eine Beschreibung allein ist nur die Klasse (→ 0). Die Falle in der letzten Zeile: Zwei Türen zählen nicht doppelt, wenn sie sich ein Schloss teilen.
Ansatz: Zähle nicht Türen, Codes oder Vorgänge — zähle die Dinge, die man anfassen könnte.
Weiter: Eine Anleitung oder Beschreibung ist ein Bauplan und erzeugt noch kein Objekt. Methodenaufrufe (öffnen) ändern nur den Zustand eines vorhandenen Objekts.