8.2 Methoden und der self-Parameter

8.2 Methoden und der self-Parameter#

Bisher haben wir gelernt, wie wir Daten in Objekten speichern können. Aber Objekte können mehr als nur Daten speichern, sonst könnten wir auch Dictionaries nehmen. Ihren großen Vorteil erlangen Objekte durch Methoden.

Lernziele#

Lernziele

Sie verstehen, was Methoden sind und wie sie sich von normalen Funktionen unterscheiden.
Sie können einfache Methoden in einer Klasse implementieren und aufrufen.
Sie verstehen den self-Parameter und wissen, warum er benötigt wird.
Sie können über self auf Objektattribute zugreifen und diese verändern.
Sie können Methoden schreiben, die mit den Daten des jeweiligen Objekts arbeiten.

Methoden sind Funktionen, die zu einer Klasse gehören#

Eine Methode ist im Grunde eine Funktion, die direkt zu einer Klasse gehört. Statt die Funktion separat zu schreiben, definieren wir sie innerhalb der Klasse. Dadurch kann die Funktion direkt mit den Daten des Objekts arbeiten.

Schauen wir uns ein Beispiel an. Angenommen, wir möchten für einen Studierenden den vollständigen Namen ausgeben. Bisher würden wir das so machen:

# Ohne Methoden, d.h. mit normaler Funktion
def vollstaendiger_name(student):
    return f"{student.vorname} {student.nachname}"

student1 = Student("Abendrot", "Anna", "Maschinenbau", 3, "12345678")
print(vollstaendiger_name(student1))  # Anna Abendrot

Mit einer Methode können wir das eleganter lösen:

class Student:
    def __init__(self, nachname, vorname, studiengang, semester, matrikelnummer):
        self.nachname = nachname
        self.vorname = vorname
        self.studiengang = studiengang
        self.semester = semester
        self.matrikelnummer = matrikelnummer
    
    # Das ist eine Methode!
    def vollstaendiger_name(self):
        return f"{self.vorname} {self.nachname}"

# Objekt erstellen
student1 = Student("Abendrot", "Anna", "Maschinenbau", 3, "12345678")

# Methode aufrufen
print(student1.vollstaendiger_name())  # Anna Abendrot

Anna Abendrot

Der wichtigste Unterschied zwischen Funktionen und Methoden ist, wo und wie wir sie aufrufen:

Normale Funktion:

# Funktion wird separat definiert
def vollstaendiger_name(student):
    return f"{student.vorname} {student.nachname}"

# Aufruf: funktion(objekt)
ergebnis = vollstaendiger_name(student1)

Methode:

# Methode wird in der Klasse definiert
class Student:
    def vollstaendiger_name(self):
        return f"{self.vorname} {self.nachname}"

# Aufruf: objekt.methode()
ergebnis = student1.vollstaendiger_name()

Nicht nur der Ort (in oder außerhalb der Klasse) unterscheidet sich, sondern auch die Syntax beim Aufruf:

Normale Funktion: funktion(objekt)
Methode: objekt.methode()

Erweitern wir unsere Klasse Student um eine weitere nützliche Methode:

class Student:
    def __init__(self, nachname, vorname, studiengang, semester, matrikelnummer):
        self.nachname = nachname
        self.vorname = vorname
        self.studiengang = studiengang
        self.semester = semester
        self.matrikelnummer = matrikelnummer
    
    def vollstaendiger_name(self):
        return f"{self.vorname} {self.nachname}"
    
    def begruessung(self):
        return f"Hallo, ich bin {self.vorname} und studiere {self.studiengang}."

# Ausprobieren
student1 = Student("Abendrot", "Anna", "Maschinenbau", 3, "12345678")
student2 = Student("Berliner", "Bob", "Maschinenbau", 1, "87654321")

print(student1.vollstaendiger_name())  # Anna Abendrot
print(student1.begruessung())          # Hallo, ich bin Anna und studiere Maschinenbau.
print()
print(student2.vollstaendiger_name())  # Bob Berliner
print(student2.begruessung())          # Hallo, ich bin Bob und studiere Maschinenbau.

Anna Abendrot
Hallo, ich bin Anna und studiere Maschinenbau.

Bob Berliner
Hallo, ich bin Bob und studiere Maschinenbau.

Anhand des obigen Beispiels stellen wir fest:

Der self-Parameter: Jede Methode hat als ersten Parameter self. Dieser Parameter bezieht sich auf das konkrete Objekt, für das die Methode aufgerufen wird. Mehr dazu lernen wir im nächsten Abschnitt.
Zugriff auf Attribute: Innerhalb einer Methode greifen wir mit self.attributname auf die Attribute des Objekts zu.
Jedes Objekt ruft seine eigene Methode auf: Obwohl beide Objekte die gleiche Methode begruessung() verwenden, geben sie unterschiedliche Ergebnisse zurück, je nach ihren eigenen Daten.

Mini-Übung

Versuchen Sie selbst, eine Methode zu schreiben! Erweitern Sie die Klasse Student um eine Methode studieninfo(), die eine Zeile wie “Anna Abendrot studiert Maschinenbau im 3. Semester” zurückgibt.

# Geben Sie nach diesem Kommentar Ihren Code ein:

Lösung

class Student:
    def __init__(self, nachname, vorname, studiengang, semester, matrikelnummer):
        self.nachname = nachname
        self.vorname = vorname
        self.studiengang = studiengang
        self.semester = semester
        self.matrikelnummer = matrikelnummer
    
    def vollstaendiger_name(self):
        return f"{self.vorname} {self.nachname}"
    
    def studieninfo(self):
        return f"{self.vollstaendiger_name()} studiert {self.studiengang} im {self.semester}. Semester"

# Test der neuen Methode
student1 = Student("Müller", "Max", "Maschinenbau", 3, "12345678")
print(student1.studieninfo())  # Max Müller studiert Maschinenbau im 3. Semester

In dieser Musterlösung rufen wir in der studieninfo()-Methode die andere Methode vollstaendiger_name() auf. Das geht mit self.vollstaendiger_name(). Auch Methoden können andere Methoden der gleichen Klasse verwenden!

Im nächsten Abschnitt schauen wir uns genauer an, was es mit diesem mysteriösen self-Parameter auf sich hat.

Der self-Parameter#

Im vorigen Abschnitt haben wir gesehen, dass jede Methode einen self-Parameter hat. In diesem Abschnitt klären wir, was self ist, warum wir es brauchen und wie es funktioniert.

self ist ein Verweis auf das konkrete Objekt, für das eine Methode aufgerufen wird. Angenommen, wir haben mehrere Studierende und jeder soll sich vorstellen. Woher weiß die Methode begruessung(), ob sie “Hallo, ich bin Anna” oder “Hallo, ich bin Bob” sagen soll? Genau hier kommt self ins Spiel.

Schauen wir uns ein Beispiel an:

class Student:
    def __init__(self, nachname, vorname, studiengang, semester, matrikelnummer):
        self.nachname = nachname
        self.vorname = vorname
        self.studiengang = studiengang
        self.semester = semester
        self.matrikelnummer = matrikelnummer
    
    def begruessung(self):
        # self bezieht sich auf das Objekt, das diese Methode aufruft
        print(f"Hallo, ich bin {self.vorname} {self.nachname}")
        print(f"Meine Matrikelnummer ist {self.matrikelnummer}")

# Zwei verschiedene Objekte erstellen
student1 = Student("Abendrot", "Anna", "Maschinenbau", 3, "12345678")
student2 = Student("Berliner", "Bob", "Elektrotechnik", 1, "87654321")

# Gleiche Methode, aber verschiedene Objekte
student1.begruessung()
print()
student2.begruessung()

Hallo, ich bin Anna Abendrot
Meine Matrikelnummer ist 12345678

Hallo, ich bin Bob Berliner
Meine Matrikelnummer ist 87654321

Wenn wir student1.begruessung() aufrufen, dann ist self in der Methode eine Referenz auf student1. Bei student2.begruessung() bezieht sich self auf student2. Ohne self wüsste eine Methode nicht, auf welches Objekt sie sich bezieht.

class Student:
    def __init__(self, nachname, vorname, studiengang, semester, matrikelnummer):
        self.nachname = nachname
        self.vorname = vorname
        self.studiengang = studiengang
        self.semester = semester
        self.matrikelnummer = matrikelnummer
    
    def zeige_semester(self):
        print(f"{self.vorname} ist im {self.semester}. Semester")

# Verschiedene Studierende in verschiedenen Semestern
studierende = [
    Student("Müller", "Max", "Maschinenbau", 3, "12345678"),
    Student("Schmidt", "Sarah", "Elektrotechnik", 1, "87654321"),
    Student("Weber", "Tim", "Informatik", 5, "11111111")
]

# Für jeden Studierenden die Methode aufrufen
for studi in studierende:
    studi.zeige_semester()  # self wird automatisch gesetzt!

Max ist im 3. Semester
Sarah ist im 1. Semester
Tim ist im 5. Semester

Mit self können wir auf alle Attribute des aktuellen Objekts zugreifen. Die Syntax ist einfach: self.attributname.

class Student:
    def __init__(self, nachname, vorname, studiengang, semester, matrikelnummer):
        self.nachname = nachname
        self.vorname = vorname
        self.studiengang = studiengang
        self.semester = semester
        self.matrikelnummer = matrikelnummer
    
    def alle_infos_anzeigen(self):
        print("--- Studierendendaten ---")
        print(f"Name: {self.vorname} {self.nachname}")
        print(f"Studiengang: {self.studiengang}")
        print(f"Semester: {self.semester}")
        print(f"Matrikelnummer: {self.matrikelnummer}")

student = Student("Johnson", "Lisa", "Maschinenbau", 2, "98765432")
student.alle_infos_anzeigen()

--- Studierendendaten ---
Name: Lisa Johnson
Studiengang: Maschinenbau
Semester: 2
Matrikelnummer: 98765432

Hier kommt der “magische Teil”: Obwohl jede Methode self als ersten Parameter hat, übergeben wir beim Aufruf keinen Wert dafür. Python macht das automatisch! Wir schreiben:

student.alle_infos_anzeigen()

Python macht daraus intern:

Student.alle_infos_anzeigen(student)

Das bedeutet: Wenn wir objekt.methode() schreiben, übergibt Python automatisch das Objekt als ersten Parameter (self) an die Methode.

self ermöglicht es uns nicht nur, Attribute zu lesen, sondern auch zu verändern:

class Student:
    def __init__(self, nachname, vorname, studiengang, semester, matrikelnummer):
        self.nachname = nachname
        self.vorname = vorname
        self.studiengang = studiengang
        self.semester = semester
        self.matrikelnummer = matrikelnummer
    
    def semester_erhoehen(self):
        """Erhöht das Semester um 1 (für den Semesterübergang)"""
        self.semester = self.semester + 1
        print(f"{self.vorname} ist jetzt im {self.semester}. Semester")
    
    def aktuelles_semester_anzeigen(self):
        print(f"{self.vorname} ist im {self.semester}. Semester")

# Ausprobieren
student = Student("Müller", "Max", "Maschinenbau", 3, "12345678")
student.aktuelles_semester_anzeigen()  # Max ist im 3. Semester

student.semester_erhoehen()            # Max ist jetzt im 4. Semester
student.aktuelles_semester_anzeigen()  # Max ist im 4. Semester

Max ist im 3. Semester
Max ist jetzt im 4. Semester
Max ist im 4. Semester

Mini-Übung

Erweitern Sie die Klasse Student um zwei neue Methoden:

note_eintragen(note) - fügt eine Note zur Notenliste hinzu (verwenden Sie eine Liste self.noten)
notendurchschnitt() - berechnet und gibt den Durchschnitt aller Noten zurück

Tipp: Initialisieren Sie die Notenliste in __init__ als leere Liste. Falls noch keine Noten vorhanden sind, soll die Methode den Durchschnitt 0.0 zurückgeben.

# Geben Sie nach diesem Kommentar Ihren Code ein:

Lösung

class Student:
    def __init__(self, nachname, vorname, studiengang, semester, matrikelnummer):
        self.nachname = nachname
        self.vorname = vorname
        self.studiengang = studiengang
        self.semester = semester
        self.matrikelnummer = matrikelnummer
        self.noten = []  # Leere Liste für Noten
    
    def note_eintragen(self, note):
        """Fügt eine Note zur Notenliste hinzu"""
        self.noten.append(note)
        print(f"Note {note} für {self.vorname} eingetragen")
    
    def notendurchschnitt(self):
        """Berechnet den Durchschnitt aller Noten"""
        if len(self.noten) == 0:
            return 0.0
        return sum(self.noten) / len(self.noten)

# Test der neuen Methoden
student = Student("Müller", "Max", "Maschinenbau", 3, "12345678")
student.note_eintragen(2.3)  # Note 2.3 für Max eingetragen
student.note_eintragen(1.7)  # Note 1.7 für Max eingetragen
student.note_eintragen(2.0)  # Note 2.0 für Max eingetragen

print(f"Durchschnitt: {student.notendurchschnitt()}")  # Durchschnitt: 2.0

Zusammenfassung und Ausblick#

Methoden sind Funktionen, die zu einer Klasse gehören und direkt mit Objektdaten arbeiten können. Der self-Parameter ermöglicht jeder Methode den Zugriff auf das konkrete Objekt, das sie aufruft.