Wiederholung der OOP-Grundlagen

Klasse vs. Instanz¶

In der objektorientierten Programmierung (OOP) sind Klassen und Instanzen zwei grundlegende Konzepte, die es uns ermöglichen, Code strukturiert und modular zu organisieren.

• Klasse: Eine Vorlage oder ein Bauplan zur Erstellung von Objekten. Eine Klasse definiert eine Reihe von Attributen und Methoden, die die erstellten Objekte haben werden.

• Instanz: Ein spezifisches Objekt, das aus einer Klasse erstellt wurde. Jede Instanz hat ihre eigenen Daten, basierend auf der Struktur der Klasse.

Stellen wir uns zur Verdeutlichung eine Klasse namens Bike vor. Diese Klasse definiert die Struktur und Eigenschaften eines Fahrrads im Allgemeinen, wie z. B. die Farbe, das Modell und Methoden wie fahren() und stoppen(). Die Klasse selbst ist jedoch kein Fahrrad, das man fahren kann. Stattdessen erstellt man Instanzen der Bike-Klasse—also individuelle Fahrräder mit spezifischen Attributen, wie ein rotes Mountainbike oder ein blaues Rennrad.

# Definition einer einfachen Klasse in Python
class Bike:
    # Klassenattribut
    wheels = 2  # Alle Fahrräder haben 2 Räder
    
    # Konstruktor-Methode
    def __init__(self, color, model):
        # Instanzattribute
        self.color = color
        self.model = model

# Erstellen von Instanzen der Bike-Klasse
bike1 = Bike("rot", "Mountainbike")
bike2 = Bike("blau", "Rennrad")

# Zugriff auf Instanzattribute
print(bike1.color)  # Ausgabe: rot
print(bike2.color)  # Ausgabe: blau

# Zugriff auf ein Klassenattribut
print(Bike.wheels)  # Ausgabe: 2

Wichtige Punkte:¶

• Bike ist die Klasse. Sie stellt die Struktur bereit: wheels, color, model.

• bike1 und bike2 sind Instanzen der Bike-Klasse, jede mit eigenen color- und model-Attributen.

• wheels ist ein Klassenattribut, das von allen Instanzen geteilt wird. Eine Änderung in der Klasse würde sich auf alle Instanzen auswirken.

Klasse in Python¶

Eine Klasse in Python wird mit dem Schlüsselwort class definiert. Sie enthält normalerweise eine Konstruktor-Methode, __init__, die aufgerufen wird, wenn eine neue Instanz erstellt wird. Der Konstruktor ermöglicht es, initiale Attribute für jede Instanz festzulegen.

class Animal:
    def __init__(self, name, species):
        self.name = name  # Instanzattribut
        self.species = species  # Instanzattribut

# Erstellen von Instanzen der Animal-Klasse
animal1 = Animal("Leo", "Löwe")
animal2 = Animal("Bella", "Elefant")

print(animal1.name)  # Ausgabe: Leo
print(animal2.species)  # Ausgabe: Elefant

In diesem Beispiel:

• name und species sind Instanzattribute—spezifisch für jede Instanz (animal1 und animal2).

• Jede Instanz hat eigene Daten, aber beide teilen die Struktur der Animal-Klasse.

Methoden und Attribute¶

Attribute sind die Daten, die in einer Instanz gespeichert sind, während Methoden Funktionen sind, die in einer Klasse definiert werden und auf Instanzen der Klasse operieren.

Es gibt zwei Hauptarten von Attributen:

• Instanzattribute: Spezifisch für jede Instanz. Sie werden im __init__-Methodenblock über self definiert.

• Klassenattribute: Werden von allen Instanzen der Klasse geteilt.

Methoden sind Funktionen, die in einer Klasse definiert werden und normalerweise verwendet werden, um Instanzdaten zu ändern oder Aktionen auszuführen, die mit der Klasse in Verbindung stehen.

class Circle:
    # Klassenattribut
    pi = 3.1415
    
    def __init__(self, radius):
        # Instanzattribut
        self.radius = radius
    
    # Methode zur Berechnung der Fläche
    def calculate_area(self):
        return Circle.pi * (self.radius ** 2)
    
    # Methode zur Berechnung des Umfangs
    def calculate_circumference(self):
        return 2 * Circle.pi * self.radius

# Erstellen einer Instanz der Circle-Klasse
circle1 = Circle(5)

# Aufruf von Methoden auf der Instanz
print(circle1.calculate_area())
print(circle1.calculate_circumference())

In diesem Beispiel:

• pi ist ein Klassenattribut, das für alle Kreise gleich ist.

• radius ist ein Instanzattribut, das bei der Initialisierung festgelegt wird.

• calculate_area und calculate_circumference sind Methoden, die auf den Daten der Instanz arbeiten und sowohl Klassen- als auch Instanzattribute verwenden.