Objektorientierte Programmierung – Was ist das? Eine Definition

Die objektorientierte Programmierung (OOP) ist eine immer beliebter werdende Methode der Computerprogrammierung, sei es in der Softwareentwicklung oder in der Datenwissenschaft. Die objektorientierte Programmierung ist um Objekte bzw. Daten herum organisiert und bietet zahlreiche Vorteile.

Die objektorientierte Programmierung ist ein Informatikparadigma, bei dem Objekte mithilfe verschiedener Technologien, insbesondere Programmiersprachen (Python, Java, C++, Ruby, Visual Basic.NET, Simula usw.), definiert und zur Interaktion gebracht werden. Als Objekt bezeichnet man eine Sammlung komplexer Variablen und Funktionen, wie z. B. eine Schaltfläche oder ein Fenster auf dem Computer, Personen (mit Namen, Adresse…), Musik, ein Auto…. Fast alles kann als Objekt betrachtet werden.

Das Ziel der objektorientierten Programmierung ist es, sich auf das Objekt selbst und die Daten zu konzentrieren und nicht auf die Logik und die Aktionen, die durchgeführt werden müssen, um diese Manipulation vorzunehmen.

OOP: Eine Programmierung in mehreren Schritten

Die objektorientierte Programmierung erfolgt in mehreren Schritten. Der erste besteht darin, die Daten zu modellieren, indem die Objekte, die der Programmierer manipulieren möchte, und ihre Interaktionen identifiziert werden. Nachdem die Objekte modelliert wurden, werden sie anschließend in einer Objektklasse konzeptualisiert, die Attribute und Methoden haben wird. Die Attribute entsprechen den Eigenschaften des Objekts und die Methoden den Aktionen, die das Objekt ausführen kann. Sobald ein Objekt erstellt wurde, kommuniziert es über eine wohldefinierte Schnittstelle, die als Nachricht bezeichnet wird.

Indem der Programmierer die Funktionen und Variablen des Objekts verbirgt, erstellt er einen manchmal komplexen, aber leicht verwendbaren Quellcode, erhöht die Sicherheit des Systems und verhindert, dass Daten versehentlich beschädigt werden. Dank ihrer Eigenschaften Vererbung und Polymorphismus kann eine Klasse nicht nur von dem Programm, für das sie erstellt wurde, sondern auch von anderen objektorientierten Programmen wiederverwendet werden.

Objektorientierte Programmierung und Data Science

Datenwissenschaftler und andere Fachleute im Bereich der Datenwissenschaft verwenden häufig die Programmiersprache Python, die Zugang zu zahlreichen Bibliotheken bietet. Diese Bibliotheken enthalten Module, die ihrerseits Klassen enthalten. Dies ist das Prinzip der Kapselung. Durch den Import dieser Bibliotheken muss der Datenwissenschaftler den in den Klassen der Bibliothek entwickelten Code nicht kennen, aber er muss die Methoden und ihre Funktionslogik verstehen, um das zu bekommen, was er braucht.

Die Schlüsselkonzepte der OOP

• Die Klasse: Eine Klasse ist eine Sammlung von Code, der Variablen und Funktionen enthält, mit denen Objekte erstellt werden können. Eine Klasse kann mehrere Objekte enthalten.
• Objekte: Ein Objekt ist ein Codeblock, der Variablen und Funktionen enthält, die als Attribute bzw. Methoden bezeichnet werden. Die Attribute definieren die Eigenschaften eines Objekts in einer Klasse, die Methoden definieren die Funktionen, die für die Instanzen einer Klasse typisch sind.
• Kapselung: Durch die Kapselung werden die Rohdaten in einer Kapsel eingeschlossen, um Fehler bei der Datenmanipulation oder Datenkorruption zu vermeiden. Die Kapselung ermöglicht es also, Methoden und Attribute außerhalb der Klasse zu verstecken.
• Abstraktion: Das Konzept der Abstraktion besteht darin, Details zu verbergen, die für den Endbenutzer einer Klasse unnötig sind. So kann er eine Klasse in seinem Programmiercode verwenden, ohne zu wissen, wie sie entwickelt wurde.
• Vererbung: Das Konzept der Vererbung bedeutet, dass eine Klasse B dieselben Attribute und Methoden wie eine Klasse A erben wird. Wenn eine Instanz der Klasse B erstellt wird, kann man dann die in der Klasse A vorhandenen Methoden über die Klasse B aufrufen. Das wird dem Programmierer Zeit sparen.
• Polymorphismus: Wenn eine Klasse die Methoden einer Elternklasse erbt, ist es möglich, eine Methode zu überladen. Dabei wird die Methode der Elternklasse neu definiert, damit die beiden Klassen nicht die gleichen Aufgaben erledigen.

Urhebender Autor: Redaktion Futura