Attribut (Programmierung)

Was ist ein Attribut?

Ein Attribut (auch Eigenschaft genannt) ist ein Merkmal oder Kennzeichen, das einem konkreten Objekt zugeordnet ist. Dabei unterscheidet man zwischen der Bedeutung des Attributs (z. B. Augenfarbe) und seiner konkreten Ausprägung (z. B. blau). In der Informatik bezeichnet Attribut die Definitionsebene für solche Merkmale: Attribute werden analytisch ermittelt, definiert und beschrieben und für einen bestimmten Objekttyp als Elemente seiner Struktur festgelegt (modelliert). Daten über Objekte werden in dieser Struktur gespeichert – und zwar nur mit ihrem Inhalt, den Attributwerten. Jedes Objekt repräsentiert sich damit durch die Gesamtheit seiner Attributwerte. Jedem Attribut sind Regeln zugeordnet, die als Operationen bezeichnet werden. Eine Objektdefinition kann daher durch die Definition von Datentypen erweitert werden. An der Definition von Attributen können ein Darstellungsformat, ein Standardwert sowie gültige Operationen und Einschränkungen beteiligt sein (z. B. dass Division durch null nicht erlaubt ist).

Beispiele aus Computergrafik und GIS

In der Computergrafik können Linienobjekte Attribute wie Anfangspunkt und Endpunkt (mit Koordinaten als Werten), Breite (mit einer Gleitkommazahl als Wert) und Farbe (mit Werten wie Rot, Gelb, Grün, Blau oder Werten in einem Farbmodell wie dem RGB-Farbraum) haben. Kreisobjekte können zusätzlich die Attribute Mittelpunkt und Radius besitzen. In Land- bzw. Geoinformationssystemen (GIS) ist die Datengrundlage der Objekte ihre Lage in einem horizontalen Koordinatensystem, meist ebene Gauß-Krüger-Koordinaten oder geografische Breite plus Länge. Alle weiteren Eigenschaften (z. B. Höhe, Größe, Zweck, Zeitpunkt der Erfassung) werden den Lagekoordinaten als Attribut zugeordnet. Die Meereshöhe wird meist in einem zweidimensionalen Modell (2½-D) als eigenständiges Objekt realisiert; in 3D-Modellen ist sie den Lagekoordinaten gleichwertig. Objektattribute sind im Regelfall mit anderen Daten des GIS verknüpfbar, heute meist auch mit anderen verwandten Datenbanken.

Verarbeitung von Attributen

Zur Verarbeitung der Daten können Attribute und Attributwerte mengen-einschränkend benutzt werden: Zur Selektion – Auswahl einer Objekt-Teilmenge über ihre Attributwerte, Beispiel: Geburtsdatum < 1.1.2000. Zur Projektion – für die selektierten Objekte sollen nur bestimmte Attribute gelesen bzw. verarbeitet werden, Beispiel: nur Name, Vorname, Geburtsdatum.

Attribute in C#

In der Programmiersprache C# sind Attribute Metadaten, die an ein Feld oder einen Codeblock wie Assemblys, öffentliche Variablen und Datentypen angehängt sind. Sie entsprechen Annotations in Java. Attribute sind sowohl für den Compiler als auch programmgesteuert durch Reflexion zugänglich. Mit Zugriffsmodifikatoren wie abstract, sealed oder public ist es möglich, Attribute zu erweitern. Die spezifische Verwendung als Metadaten bleibt dem Entwickler überlassen; ebenso die Entscheidung, ein Attribut als Eigenschaft verfügbar zu machen oder als Teil eines größeren Anwendungsframeworks zu verwenden. Attribute werden als Klassen implementiert, die von System.Attribute abgeleitet sind. Sie werden häufig von den CLR-Diensten verwendet, z. B. COM-Interoperabilität, Remote Procedure Calls und Serialisierung, und können zur Laufzeit abgefragt werden. Positionsparameter (wie der erste Parameter einer Typzeichenfolge) sind Parameter des Konstruktors des Attributs. Namensparameter (wie ein boolescher Parameter im Beispiel) sind eine Eigenschaft des Attributs und sollten ein konstanter Wert sein. Im Unterschied dazu definiert die XML-Dokumentation zwar auch Metadaten, diese sind jedoch nicht in der kompilierten Assembly enthalten und daher nicht programmgesteuert aufrufbar.

Codebeispiel: Klassen mit Attributen in C#

Das folgende C#-Beispiel zeigt die Klassen Partei, Abgeordneter und Parlament, die öffentliche Attribute deklarieren. Die meisten Attribute können von anderen Objekten gelesen, aber nicht geändert werden, weil die set-Methode mit dem Zugriffsmodifikator private deklariert ist. Nur das Attribut mitgliedsbeitrag der Klasse Partei und das Attribut maximalGroesse der Klasse Parlament können auch von anderen Objekten geändert werden. Die Datentypen von Attributen können elementare Datentypen oder Klassen (Objekttypen) sein. Die meisten Attribute im Beispiel haben elementare Datentypen. Das Attribut vorsitzender der Klasse Abgeordneter hat den Objekttyp Abgeordneter; das Attribut mitglieder der Klasse Partei hat den generischen Typ List<Person>, also eine Liste mit dem Typparameter Person. Die Klasse Person enthält die Attribute vorname, nachname, geburtsdatum (je mit get und private set), nationalitäten vom Typ List<string>, MailAdresse und Postanschrift. Die Klasse Partei enthält mitglieder (List<Person>) und mitgliedsbeitrag (double, mit get und set). Abgeordneter erbt von Person und ergänzt das Attribut partei. Die Klasse Parlament enthält abgeordnete (List<Abgeordneter>), vorsitzender (Abgeordneter) und maximalGroesse (int, mit get und set).