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Informationsverarbeitung im Bauwesen

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Markus Uhlmann

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Zusammenfassung der 10. Vorlesung

• Benutzerdefinierte Datentypen

• Wieso zusätzliche Datentypen?

• Definition neuer Datentypen

• Verwendung von Variablen mit benutzerdefiniertem Typ

• Beispiele:• Kundenkartei• Komplexe Zahlen• Partikelsimulation


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1. Informationsdarstellung & -verarbeitung Grundlagen2. Betriebssysteme, Programmiersprachen *3. Einführung in Excel/VBA VBA4. Struktur von (VBA) Programmen *5. Logische Elemente I * 6. Logische Elemente II *7. Beispielprogramm (Dynamik starrer Körper) *8. Datentypen, Eingabe/Ausgabe *9. Datenfelder *10. Benutzerdefinierte Datentypen *11. Objektorientierte Programmiertechniken I *12. Objektorientierte Programmiertechniken II *13. Matlab I Matlab14. Matlab II *

Inhalt / Planung der Vorlesung

Informationsverarbeitungim Bauwesen

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Inhalt der heutigen Vorlesung

• Objektorientierte Programmierung (OOP)

• Wozu eigentlich? Was unterscheidet OOP von “traditionellen”

Techniken?

• Verwendung von vordefinierten Objekten

• Beispiele:• Collection Objekt• Range Objekt


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Gliederung

I. Einführung in objektorientierte Programmierung

II. Benutzen von Objektvariablen in VBA

III.Benutzerdefinierte Klassen (Vorlesung 12)


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Objektorientierte Programmierung

Was ist ein Objekt?

Weiterentwicklung einer benutzerdefinierten Datenstruktur

Zusammenfassung von Daten und Funktionalitäten

Daten eines Objektes können auf diese Weise vor fehlerhaftem Zugriff geschützt werden (Kapselung)

Nach außen bieten Objekte eine streng definierte Schnittstelle

Objekte sind Kopien (Instanzen) von sog. Klassen

Klassen dienen als Schablonen für Objekte

Einführung in OOP

Benutzen von Objekten


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Elemente von Objekten

Beispiel: Auto

Methoden: Bremsen, Schalten, Gasgeben, Lenken, …

Eigenschaften: Geschwindigkeit, Fahrtrichtung, Gang, …

Objekt

• Methoden

• Eigenschaften

Beispiel: Excel Shape-Objekt

Methoden: Select, Copy, Delete, …

Eigenschaften: AutoShapeType, Width, Top, …

Objekte beinhalten:• Methoden

• Eigenschaften

• [Ereignisse]

Einführung in OOP



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Information über Objekte

Von Excel bereitgestellte Objekte

Objektkatalog gibt detaillierte Information über Klassen

Klasse

Bibliothek

Methode

Eigenschaft

Aufzählung

Konstante

Ereignis

Einführung in OOP



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Merkmale von OOP

Die drei Säulen der objektorientierten Programmierung

Datenkapselung:

• Verbergen der inneren Struktur eines Objekts

Polymorphie (Vielgestaltigkeit):

• eine gleichnamige Methode kann auf unterschiedliche Objekte angewendet werden

[eingeschränkt in VBA]

Vererbung:

• Objektklassen können als Basis für andere Klassen dienen; die abgeleiteten Klassen „erben“ die Elemente der Ursprungsklasse

[eingeschränkt in VBA]

Einführung in OOP



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Kapselung von Objektdaten

Zugriff auf Objekte über Schnittstellen

Objekte können öffentliche und verborgene Elemente

besitzen

Objekt

Schnittstelle

verborgene Methoden

& Eigenschaften

öffentliche Methoden

& Eigenschaften

Einführung in OOP



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Polymorphie von Objekten

Polymorphie

Methoden unterschiedlicher Objekte können den gleichen Namen haben, aber unterschiedlich funktionieren

Interne Details der Implementierung sind verborgen

Beispiel: eine Methode Beschleunigen soll sowohl auf ein Objekt Auto, als auch auf ein Fahrrad angewendet werdenInterna sind völlig unterschiedlich, jedoch für den Benutzer des Objektes oft unerheblich

Vorteil: Vereinfachung bei der Nutzung von Objekten

Beispiel mit Excel-VBA Objekten:Tabelle1.Copy

UserForm1.Copy

Einführung in OOP



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Objekte und Vererbung

Vererbung

Methoden/Eigenschaften werden an abgeleitete Klassen weitergegeben

Einsparung von Programmieraufwand, Fehlerreduzierung

Elternklasse

Eigenschaft AMethode A

Kindklasse

Eigenschaft BMethode B

Objekte der Kindklasse besitzen Eigenschaften A und B

Beispiel:

Einführung in OOP



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II. Benutzen von Objektvariablen in VBA


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Deklaration und Zuweisung

Deklarieren von ObjektvariablenSyntax: Dim variablename As classname

Objektvariable wird angelegt, zeigt aber noch auf keine gültige Speicheradresse (Wert = „Nothing“)

Zuweisen von ObjektreferenzenSyntax: Set variablename = objectreference

Objektvariable zeigt nun auf ein existierendes ObjektDies ist eine Referenz (keine Kopie) des Objektes

• Referenz = Zeiger auf Speicherplatzadresse

Einführung in OOP



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Objektvariablen sind Referenzen!

Nicht-Objektvariable: Abkürzung für SpeicheradresseDim i As Integer

i=10Einführung in OOP


Objektvariable: Referenz (pointer) auf eigentliche DatenDim myobj As Shape

Set myobj=addshape(…)

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Speicherinhalt Adresse

324562

Speicherinhalt Adresse

643295

(Shape )

324562

643295

i

myobj


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Deklaration und Zuweisung

Beispiel zur Zuweisung von ReferenzenÄnderung eines Objektes wirkt sich auf alle Referenzen aus!

(Quelltext: VBA)

Einführung in OOP


http://www-turbul.ifh.uni-karlsruhe.de/uhlmann/VORLESUNG/infobau/ws09/v11/obj_set_referenzen.xls


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Neue Instanzen von Klassen

Erzeugung neuer Objekte

Syntax: Set variablename = New classname

Möglich für benutzerdefinierte Klassen (später mehr)

Bei den meisten vordefinierten VBA Klassen nicht möglich

Alternativ: Erzeugung durch „Add…“ Methode

Viele Collection-Objekte enthalten eine “Add…” Methode

Bsp: Dim obj As Shape

Set obj=Worksheets(1).Shapes.AddShape(…)

AddShape instanziert ein neues Objekt vom Typ “Shape”

Einführung in OOP



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Neue Instanzen von Klassen (2)

Alternativ-2: Erzeugung durch CreateObject

Externe Objekte können mit CreateObject erzeugt werden

Bsp: Dim word As Object

Set word=CreateObject("word.application")

Die Anwendung “Word” wird gestartet, und Variable word

verweist auf das entsprechende Objekt

Einführung in OOP



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Lebensdauer von Objekten

Objekte leben solange wie auf sie verwiesen wird

Sobald alle Referenzen auf ein Objekt gelöscht werden,

wird das Objekt selbst “zerstört” (Speicher freigegeben)

Dieser Prozess wird als “garbage collection” bezeichnet

Einführung in OOP



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WITH: Vereinfachte Objektreferenz

Verkürzung der Referenz auf ObjekteSyntax: With object

[Anweisungen]

End With

Im Inneren des With-Blockes sind verkürzte Referenzen auf Objekte möglich (relative Referenzen)Lesbarkeit des ProgrammtextesSchnellere Ausführung durch einmalige Objektidentifizierung

Beispiel: With Worksheets(„Tabelle1“)

Range(“A1“)=5

Range(“B5“)=7

End With

Einführung in OOP


(Quelltext: VBA)

http://www-turbul.ifh.uni-karlsruhe.de/uhlmann/VORLESUNG/infobau/ws09/v11/with1.xls


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Auflistungen von Objekten

Speichern von mehreren Objekten in Collection

Collection-Objekte können beliebige Objekte enthalten (ähnlich wie Felder)

Syntax: Dim variable As Collection

Set variable = New Collection

Vorteil: einfaches Hinzufügen/Eliminieren von Elementen

Hinzufügen von Elementen durch Add Methode:variable.Add objectref [,key]

Weitere Methoden: Item, Remove

Eigenschaften: Count

Schleife über Elemente: For Each … Next

Einführung in OOP



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Auflistungen von Objekten (2)

Schleife über Elemente einer Collection

For Each … Next Anweisung:

läuft über alle Elemente eines Collection-Objektes

Syntax:

Dim collectionVar As Collection

Dim objVar As Object

For Each objVar In collectionVar

Anweisungen

Next objVar

Einführung in OOP



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Bsp: Collection

(Quelltext: VBA)

Einführung in OOP


http://www-turbul.ifh.uni-karlsruhe.de/uhlmann/VORLESUNG/infobau/ws09/v11/collection_obj.xls


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Das Range Objekt

Zugriff auf Excel Tabellenbereiche

Range Objekt: Sammlung einer oder mehrerer Zellen einer Tabelle

Das Range Objekt dient dem Datentransfer zwischen Excel und VBA

Adressierung auf verschiedene Arten: • Range(“A1:B4“) direkter Zugriff• Range(“A1“)(2,4) relativer Zugriff• Range(“Umsatz“) nach Bereichsname• ActiveCell aktive Zelle

Einführung in OOP



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Das Range Objekt (2)Absoluter Zugriff auf Zelle C4

Range(“C4“)

Spaltenindex

Zeilenindex

Referenzzelle

Zeilen

Spalten

Relativer Zugriff auf Zelle C4

Range(“B2“)(3,2) oder Range(“B2“).Offset(2,1)

inkrementell

Zeile Spalte

C5

C4

Einführung in OOP



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Das Range Objekt (3)

Eigenschaften:

Auswahl eines Bereiches, umgeben von leeren Zellen:

.CurrentRegion (Range)

Anzahl der Zellen eines Bereiches:.Count (Integer)

Zeilen-/Spaltenindex des Beginnes des Bereiches:.Row / .Column (Integer)

Ganze Zeile(n)/Spalte(n) eines Bereiches.EntireRow / .EntireColumn (Range)

Wert eines Bereiches (Standardeigenschaft).Value (Variant)

…

Einführung in OOP



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Methoden:

Markierung eines Bereiches:.Select

Löschen der Formatierung/des Inhaltes .Clear / .ClearContents

+ viele weitere ... (siehe Umdruck, Excel-Hilfe/Objektkatalog)

Einführung in OOP



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Das Range Objekt als Collection:

Falls der Elementzusatz weggelassen wird, verhält sich Range als Collection von Zellen

Dies erlaubt Schleifen über Zellen mittels „For Each“ (siehe Beispiel)

Einführung in OOP



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Bsp: Range

(Quelltext: VBA)

Einführung in OOP


http://www-turbul.ifh.uni-karlsruhe.de/uhlmann/VORLESUNG/infobau/ws09/v11/range2.xls


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Bsp: Polygon

(Quelltext: VBA)

Einführung in OOP


(Zu Aufgabe 5)

http://www-turbul.ifh.uni-karlsruhe.de/uhlmann/VORLESUNG/infobau/ws09/v11/polygon1.xls


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Ausblick

Thema der nächsten Vorlesung: Benutzerdefinierte Klassen in VBA

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