Die objektorientierte Programmierung bildet reale oder abstrakte Konzepte als Objekte ab. Ein Objekt besteht aus Daten (Attribute) und Verhalten (Methoden). Die Blaupause für ein Objekt ist die Klasse.

Die vier Grundprinzipien

OOP basiert auf vier Prinzipien, die in der IHK-Prüfung regelmäßig abgefragt werden.
 

Pseudocode-Beispiel: OOP

Das folgende Beispiel zeigt eine Klassenhierarchie mit Vererbung und Polymorphie.

KLASSE Fahrzeug

  PRIVATE marke : Text

  PRIVATE geschwindigkeit : Ganzzahl = 0

  KONSTRUKTOR(marke : Text)

    DIESE.marke = marke
 

  METHODE beschleunigen(wert : Ganzzahl)

    geschwindigkeit = geschwindigkeit + wert
 

  METHODE beschreibung() : Text

    RÜCKGABE marke + " fährt " + geschwindigkeit + " km/h"

ENDE KLASSE
 

KLASSE Elektroauto ERBT VON Fahrzeug

  PRIVATE akkuStand : Ganzzahl = 100
 

  KONSTRUKTOR(marke : Text)

    SUPER(marke)
 

  METHODE beschleunigen(wert : Ganzzahl)  // Überschreibung

    akkuStand = akkuStand - wert

    SUPER.beschleunigen(wert)
 

  METHODE beschreibung() : Text  // Polymorphie

    RÜCKGABE SUPER.beschreibung() + " | Akku: " + akkuStand + "%"

ENDE KLASSE

Das Beispiel zeigt drei Prinzipien gleichzeitig: Kapselung (private Attribute), Vererbung (Elektroauto erbt von Fahrzeug) und Polymorphie (beschreibung() liefert je nach Klasse ein anderes Ergebnis).

Weitere prüfungsrelevante OOP-Begriffe

• Klasse vs. Objekt: Die Klasse ist der Bauplan, das Objekt ist die konkrete Instanz. Ein Bauplan für ein Auto ist nicht dasselbe wie das fertige Auto.
• Konstruktor: Spezielle Methode, die beim Erzeugen eines Objekts automatisch aufgerufen wird. Initialisiert die Attribute.
• Sichtbarkeiten: public (überall sichtbar), private (nur innerhalb der Klasse), protected (innerhalb der Klasse und ihrer Unterklassen).
• Überladen (Overloading): Mehrere Methoden mit gleichem Namen, aber unterschiedlichen Parametern innerhalb einer Klasse.
• Überschreiben (Overriding): Eine Unterklasse ersetzt die Implementierung einer Methode der Oberklasse.
• Schnittstelle (Interface): Definiert Methodensignaturen ohne Implementierung. Klassen, die ein Interface implementieren, müssen alle definierten Methoden umsetzen.
• Abstrakte Klasse: Kann nicht direkt instanziiert werden. Enthält mindestens eine abstrakte Methode ohne Implementierung, die von Unterklassen umgesetzt werden muss.

Die funktionale Programmierung basiert auf dem mathematischen Konzept des Lambda-Kalküls. Anstatt Zustände zu verändern, werden Berechnungen als Auswertung von Funktionen beschrieben. Die theoretische Grundlage stammt von Alonzo Church (1930er Jahre).

Kernkonzepte
 

Pseudocode-Beispiel: Funktionale Programmierung
 

Das folgende Beispiel zeigt typische funktionale Konzepte am Beispiel einer Listenverarbeitung.

// Reine Funktion: keine Seiteneffekte

FUNKTION verdopple(x : Ganzzahl) : Ganzzahl

  RÜCKGABE x * 2

// Higher-Order Function: nimmt eine Funktion als Parameter

FUNKTION wendeAn(liste : Liste<Ganzzahl>, f : Funktion) : Liste<Ganzzahl>

  ergebnis = LEERE LISTE

  FÜR JEDES element IN liste:

    ergebnis = ergebnis + [f(element)]  // neue Liste, keine Änderung der alten

  RÜCKGABE ergebnis
 

// Aufruf

zahlen = [1, 2, 3, 4, 5]

ergebnis = wendeAn(zahlen, verdopple)

// ergebnis = [2, 4, 6, 8, 10]

// zahlen bleibt unverändert [1, 2, 3, 4, 5] (Immutability)
 

// Rekursion statt Schleife

FUNKTION summe(liste : Liste<Ganzzahl>) : Ganzzahl

  WENN liste LEER:

    RÜCKGABE 0

  SONST:

    RÜCKGABE liste[0] + summe(liste[1..Ende])

// Lambda-Ausdruck

ergebnis = wendeAn(zahlen, LAMBDA x: x * 3)

// ergebnis = [3, 6, 9, 12, 15]
 

Typische funktionale Operationen auf Listen, die in Prüfungen vorkommen:

• map: Wendet eine Funktion auf jedes Element an und liefert eine neue Liste.
• filter: Wählt nur die Elemente aus, die eine Bedingung erfüllen.
• reduce (fold): Fasst alle Elemente einer Liste zu einem einzelnen Wert zusammen.

Die folgende Tabelle fasst die Unterschiede zusammen. Genau diese Gegenüberstellung wird in IHK-Prüfungen regelmäßig abgefragt.
 

In der Praxis schließen sich OOP und FP nicht gegenseitig aus. Die meisten modernen Sprachen wie Java (seit Version 8), Python, JavaScript und Kotlin unterstützen beide Paradigmen. Java kennt beispielsweise Lambda-Ausdrücke und Streams, obwohl es eine primär objektorientierte Sprache ist.

Um die Unterschiede greifbar zu machen, lösen wir dasselbe Problem mit beiden Ansätzen: Aus einer Liste von Produkten sollen alle Produkte mit einem Preis über 50 Euro gefiltert und deren Namen ausgegeben werden.
 

OOP-Ansatz

KLASSE Produkt

  PRIVATE name : Text

  PRIVATE preis : Dezimalzahl

  KONSTRUKTOR(name : Text, preis : Dezimalzahl)

    DIESE.name = name

    DIESE.preis = preis
 

  METHODE getName() : Text

    RÜCKGABE name

  METHODE getPreis() : Dezimalzahl

    RÜCKGABE preis
 

  METHODE istTeuer() : Wahrheitswert

    RÜCKGABE preis > 50

ENDE KLASSE
 

// Anwendung

produkte = [Produkt("Tastatur", 45), Produkt("Monitor", 250), Produkt("Maus", 30)]

teure = LEERE LISTE

FÜR JEDES p IN produkte:

  WENN p.istTeuer():

    teure.hinzufügen(p.getName())

// teure = ["Monitor"]

FP-Ansatz

produkte = [("Tastatur", 45), ("Monitor", 250), ("Maus", 30)]
 

teure = map(

  filter(produkte, LAMBDA p: p.preis > 50),

  LAMBDA p: p.name

)

// teure = ["Monitor"]
 

Der OOP-Ansatz kapselt die Logik im Objekt (istTeuer() als Methode). Der FP-Ansatz arbeitet mit Funktionen (filter und map), die von außen auf die Daten angewendet werden. Beide Wege führen zum gleichen Ergebnis.

Die IHK-Prüfung fragt Programmierparadigmen auf verschiedenen Ebenen ab. Die folgenden Hinweise basieren auf der Analyse bisheriger Prüfungsaufgaben.

Häufige Aufgabentypen

• Zuordnungsaufgaben: Konzepte einem Paradigma zuordnen (z. B. "Welches Prinzip beschreibt das Verbergen interner Daten?")
• Vergleichsaufgaben: Unterschiede zwischen OOP und FP tabellarisch darstellen
• Pseudocode lesen und erklären: Gegebenen Code analysieren und das verwendete Paradigma erkennen
• Begriffe erklären: Definitionen von Kapselung, Polymorphie, Pure Functions usw. Formulieren
• Klassendiagramme lesen: UML-Klassendiagramme mit Vererbung und Beziehungen interpretieren

Begriffe, die sitzen müssen

Die folgende Tabelle listet die Fachbegriffe auf, die in der Prüfung erwartet werden.
 

Typische Prüfungsfragen zum Üben

• Erklären Sie den Unterschied zwischen einer Klasse und einem Objekt.
• Nennen Sie die vier Grundprinzipien der objektorientierten Programmierung und erläutern Sie eines davon an einem Beispiel.
• Was versteht man unter einer reinen Funktion? Nennen Sie zwei Vorteile.
• Erklären Sie den Begriff "Polymorphie" anhand eines Pseudocode-Beispiels.
• Warum ist Unveränderlichkeit (Immutability) bei der parallelen Programmierung vorteilhaft?
• Ordnen Sie die folgenden Konzepte dem passenden Paradigma zu: Vererbung, Lambda-Ausdruck, Kapselung, Rekursion, Konstruktor, Higher-Order Function.
• Vergleichen Sie die objektorientierte und die funktionale Programmierung anhand von drei Kriterien.
• Erklären Sie den Unterschied zwischen Überladen und Überschreiben von Methoden.

Zusammenfassung

OOP und FP sind zwei unterschiedliche Ansätze, Programme zu strukturieren. OOP organisiert Code um Objekte mit Zustand und Verhalten. FP organisiert Code um zustandslose Funktionen ohne Seiteneffekte.

Für die IHK-Abschlussprüfung gilt:

• Die vier OOP-Prinzipien (Kapselung, Vererbung, Polymorphie, Abstraktion) mit eigenen Worten erklären können
• Die FP-Kernkonzepte (Pure Functions, Immutability, Higher-Order Functions, Rekursion) benennen und abgrenzen können
• Beide Paradigmen gegenüberstellen und Vor- sowie Nachteile nennen können
• Pseudocode lesen und dem richtigen Paradigma zuordnen können
• Typische Sprachen den Paradigmen zuordnen können

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