Programování v jazyku Java základy OOP

Transkript

1 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Programování v jazyku Java základy OOP BI-PJV Programování v jazyku Java Katedra teoretické informatiky Miroslav Balík Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické

2 Klíčová slova - abecedně Klíčová slova jsou jen z malých písmen: abstract boolean break byte case catch char class const * continue literály: default do double else extends final finally float for goto * if implements import instanceof int interface long native new package private this protected throw public throws return transient short try static void strictfp volatile super while switch synchronized false true null * - vyhrazená - leč nefunkční assert - od verze 1.4 enum - od verze 1.5 2/54

3 Klíčová slova dle užití typy: primitivní(8): boolean byte short int long char float double literály: false true null řídící příkazy: if else for do while break continue switch case default return pro výjimky: throw try catch finally, od verze 1.4: assert operátory: instanceof new this super strukturální: package import class interface extends implements od verze 1.5: enum modifikátory: přístupu: public protected friend private final static jen proměnných: transient volatile jen metod: void throws synchronized native strictfp jen metod a tříd: abstract nefunkční: const goto Pozn: toto rozdělení není přesně dle specifikace Javy. 3/54

4 Objektově Orientované Programování Programovat lze klasicky neobjektově - tedy s využitím jen primitivních typů a statického kontextu - tj. statických atributů, statických metod, statických inicializátorů a výčtů. Leč objektová metodika ( analýza OOA, design OOD, programování OOP ), výrazně usnadňuje vytváření složitého softwaru. Objektový přístup je velmi přirozený, neboť pohlíží na softwarové entity a vztahy často tak, jako by byly z materiálního světa, což programátorům usnadňuje pochopení a tvorbu konstrukcí pomocí analogií. Java vyniká těmito důležitými rysy: Zavedení jasného pořádku a etikety. Přísné typování jmen. 4/54

5 Objektově Orientované Programování 1. Abstrakci (abstraction), tj. zobecnění pohledů a částečná řešení. 2. Dědičnost (inheritance), tj. získávání vlastností a schopností děděním z vhodné třídy a případně i dat nebo částečných požadavků z interfejsů. 3. Polymorfismus (polymorphism), tj. jednotné zacházení s různými (mnohotvarými) objekty mající některé společné zděděné schopnosti. 4. Zapouzdření (encapsulation), tj. skrývání části tříd a interfejsů. 5/54

6 Třídy a objekty Věci okolo nás lze hierarchizovat do tříd (konceptů). Každá třída je reprezentována svými prvky, objekty dané třídy Každá třída je charakterizována svými vlastnostmi, svými funkčními možnostmi a svými parametry Příklad: Třída automobil Funční možnosti automobilu metody pro ovládání Parametry charakteristická data 6/54

7 Třída - programová jednotka k řešení problému Třída v jazyku Java je programová jednotka tvořená množinou identifikátorů, které mají třídou definovaný význam: data proměnné, konstanty (členské proměnné, datové složky, atributy) metody - funkce a procedury Takto koncipovaná třída je zdrojem funkcí popisujících řešení problému rozkladem na podproblémy Jiný pohled na třídu Základem uživatelského programu v jazyku Java je třída, ve které musí být deklarována hlavní funkce main mohou být deklarovány další funkce (procedury) třídy mohou být deklarovány statické proměnné, které jsou použitelné jako nelokální proměnné ve funkcích dané třídy 7/54

8 Třída a objekty - příklad METODY: zrychlit, brzdit, zatočit, zastavit; TŘÍDA: AUTO definice DATA:jmeno,barva, maxrychlost, prumspotreba, klimatizace objekt: autíčko objekt: beruška objekt: závodní objekt: auťák instance 8/54

9 Třída Auto - struktura public class Auto { String barva;.. public class Auto(){ data konstruktory metody public void startuj(){ 9/54

10 Datové objekty typu třída Obecně je třída popisem strukturovaného datového typu, tzn. specifikuje množinu hodnot datových objektů skládajících se ze složek (datových) množinu operací s datovými objekty Třída je šablona - vzor pro vytváření jednotlivých objektů (instancí) Datové objekty typu třída (zkráceně jen objekty) se nazývají též instancemi třídy V jazyku Java lze objekty (instance tříd) vytvářet pouze dynamicky pomocí operátoru new a přistupovat k nim pomocí referenčních proměnných (podobně jako u pole) objekt, instance třídy referenční proměnná 10/54

11 Objekty, základní pojmy Objekt - datový prvek, instance třídy, dynamicky vytvořen podle vzoru - třídy Objekt (resp. data) je strukturován tzn. skládá se z jednotlivých položek Pozn. 1: Třída bez vytvořené instance (objektu) nemůže pracovat (mohou být použity jen její statické metody či proměnné), instance musí být vytvořena pomocí new Pozn. 2: Existují dva druhy neprimitivních datových typů (referencované): objekty ~ heterogenní objekt skládající se z položek různého typu pole ~ homogenní objekt skládající se z položek stejného typu Pozn.3:Položky objektu označujeme též jako členské proměnné (member variables) datové složky atributy objektu 11/54

12 Třída příklad Třída je návrhový vzor - definuje vlastnosti a chování vlastnosti. atributy chování. metody (funkce a procedury) Příklad obdélník - popisuje objekty reálného světa atributy (vlastnosti): šířka, výška, barva, pozice na obrazovce, metody (chování, reakce na požadavky okolí) nastavení barvy, výpočet obvodu, obsahu, posunutí, 12/54

13 Obdélník - příklad definice třídy Jméno třídy začíná velkým písmenem public class Obdelnik { Color barva; int sirka, vyska; Atributy objektu - definují typ a Point pozice; jména vlastností int vypoctiobvod(){ return 2*(sirka+vyska); int vypoctiobsah(){ return sirka*vyska; Metody objektu - definují chování, schopnosti, reakce void setbarvu(color c){ barva = c; 13/54

14 Speciální metoda - konstruktor třídy public class Obdelnik { Obdelnik(int s, int v){ sirka = s; vyska = v; Konstruktor: tato metoda vytvoří objekt nastavuje vlastnosti objektu jméno je totožné se jménem třídy (jediná metoda začínající velkým písmenem) volání pomocí operátoru new, např. malyobdelnik = new Obdelnik(2,5); neosahuje návratový typ - nic nevrací, vytváří objekt 14/54

15 Přetěžování konstruktorů Konstruktor je metoda, která vytvoří objekt a nastaví jeho počáteční hodnoty. Budeme chtít 3 typy konstruktorů pro Obdelnik: bez parametrů - vytvoří obdélník o stranách 0x0, jeden parametr - vytvoří čtverec, 2 parametry - šířka x výška public class Obdelnik { Obdelnik(){ sirka = vyska =0; Obdelnik(int a){ sirka = vyska = a; Obdelnik(int s, int v){ sirka = s; vyska = v; 15/54

16 Přetěžování konstruktorů II Budeme chtít konstruktor, který u vytvářeného obdélníku specifikuje jeho barvu. public class Obdelnik { Obdelnik(int s, int v){ sirka = s; Stejný kód, správné by bylo použití jednoho místa pro tento kód - jednodušší opravy. vyska = v; Obdelnik(int s, int v, Color c){ sirka = s; vyska = v; barva = c; 16/54

17 Vzájemné volání konstruktorů Vytvoříme jedem univerzální konstruktor a ostatní jej budou volat public class Obdelnik { Obdelnik(int s, int v){ this(s,v,color.black); nastavení implicitní hodnoty volání konstruktoru téže třídy Obdelnik(int s, int v, Color c){ sirka = s; vyska = v; barva = c; 17/54

18 Více referencí na jeden objekt, smetí public class ObdelnikTest { public static void main(string[] args) { Obdelnik prvni = new Obdelnik(5,7); Obdelnik druhy = new Obdelnik(5,2); druhy = prvni; System.out.println("Stejne? "+(prvni==druhy)); System.out.println("Stejne?"+ prvni.equals(druhy)); true true první druhý smetí, Paměť přidělená nepřístupným objektům se uvolňuje automaticky (sbírání smetí, garbage collection) 18/54

19 Třída pro testování obdélníka Není třeba předávat šířku a výšku, public class ObdelnikTest { každá instance (objekt) zná své public static void main(string[] args) { rozměry!! Obdelnik maly; maly = new Obdelnik(1,5); Obdelnik velky = new Obdelnik(10,5); System.out.println("Obvod maleho je "+ maly.vypoctiobvod()); 2*( sirka + vyska ) = 2*( ) = 12 maly velky 19/54

20 Třída versus objekt Třída návrhový vzor, šablona reprezentovaná zápisem v Javě, existuje i mimo program Obdelnik Objekt jeden konkrétní výrobek vyrobený podle třídy vytvořen za běhu programu, žije během života programu (lze jej uložit na disk, není reprezentován kódem programu) Obdelnik maly = new Obdelnik(1,5); Obdelnik velky = new Obdelnik(10,5); Clovek František Navrátil Julie Capuletová 20/54

21 Operátor this Každý objekt má implicitní operátor this, který obsahuje odkaz na "svou" instanci Hodnotou operátoru this je odkaz na objekt pro který byla metoda zavolána (implicitní parametr odkazu na objekt) Umožňuje přístup k vlastním instančním proměnným v instančních metodách public class Bod { double x, y; public Bod(double x, double y) { this.x = x; this.y = y; pocetbodu++; Podobně funguje operátor this i pro metody: pokud je instanční metoda volána z jiné instanční metody té samé třídy, potom se volá pomocí operátoru this (operátor se může vynechat) ve statické metodě nelze použít this! pokud se volá z jiného kontextu, uvádí se před jejím jménem přístup k příslušné instanci (tečka notace) např. předané parametrem 21/54

22 Vlastnosti konstruktorů Jméno konstruktoru je totožné se jménem třídy Konstruktor nemá návratovou hodnotu (ani void) Předčasně lze ukončit činnost konstruktoru return bez parametrů Konstruktor má parametrovou část jako metoda - může mít libovolný počet a typ parametrů V těle konstruktoru použít operátor this, který obsahuje odkaz na právě konstruovaný objekt Konstruktor je zpravidla vždy public (!) //třída java.lang.math jej má private proč? Příslušný konstruktor je volán automaticky při vytváření objektu operátorem new 22/54

23 Třída jako zdroj funkcí Třída nemusí obsahovat deklaraci hlavní funkce main; třída bez hlavní funkce main nepředepisuje program, který lze spustit, ale zavádí prostředky, které lze v jiných třídách využít knihovnu Příkladem je: knihovní třída Math poskytující matematické funkce třída Scanner poskytující jednoduché funkce pro vstup a výstup Poznámka: Třída s hlavní funkcí main tvořící základ programu je specialitou jazyka Java v jiných jazycích, např. v C++, lze program vytvořit bez použití třídy 23/54

24 Třída a metoda main Základem aplikace, tj. uživatelského programu, je třída, ve které je deklarována spouštěcí metoda přesně takto: public static void main( String[ ] args ) {... Metoda main musí být statická, voláme ji dříve než se vytvoří nějaký objekt Každá třída může obsahovat metodu main, pak se využívá pro: testování funkčnosti objektu ukázku použití metod objektu 24/54

25 Statické versus instanční metody Třída může definovat dva druhy metod: statické metody metody třídy, procedury a funkce instanční metody metody objektů Metody obou druhů mohou mít parametry a mohou vracet výsledek nějakého typu Statická metoda označuje operaci (dílčí algoritmus, řešení dílčího podproblému), jejíž vyvolání (provedení) obsahuje jméno třídy, jméno metody a seznam skutečných parametrů jméno_třídy.jméno_metody(seznam skutečných parametrů) (lze využít i volání pomocí referenční prom., ale není doporučeno) Statickým metodám třídy odpovídají v jiných jazycích procedury (nevracejí žádnou hodnotu) a funkce (vracejí hodnotu nějakého typu) Instanční metoda označuje operaci nad objektem (instancí (!)) dané třídy, jejíž vyvolání obsahuje referenční proměnnou objektu, jméno metody a seznam skutečných parametrů referenční_proměnná.jméno_metody(seznam skut. parametrů) Statickým metodám třídy budeme i nadále říkat procedury a funkce Instančním metodám budeme zkráceně říkat metody 25/54

26 Instanční metody I Operace s objekty se realizují pomocí instančních metod Metody mohou mít parametry a mohou vracet výsledek Volání, tj. užití, metody m na objekt referencovaný proměnnou p má tvar: p.m(seznam argumentů) Zkráceně říkáme, že metoda m se volá na objekt p 26/54

27 Instanční metody II Příklady metod definovaných třídou Obdelnik pro objekty typu Obdelnik: vypoctiobvod int vypoctiobsah(){ Poznámka: String tostring() je metodou každého objektu, nepřekreje-li se, pak jméno třídy + hash kód např. pjv.obdelnik@1f6a7b9 výsledkem volání c.tostring() je řetězec tvořící znakovou reprezentaci komplexního čísla c (metodou je zavedena implicitní typová konverze z typu Obdelnik na typ String), často se překrývá! 27/54

28 Statické metody public class Obdelnik { int sirka. static int vratpocetrohu(){ // sirka = 6; //CHYBA,statická metoda nevidí instanční proměnné return 4; 4 public class ObdelnikTest { 4 public static void main(string[] args) { Obdelnik maly = new Obdelnik(1,5); System.out.println("Pocet rohu obdelnika je "+Obdelnik.vratPocetRohu()); System.out.println("Maly obdelnik ma "+maly.vratpocetrohu()+ " rohu."); Je to možné, ale nelogické!!! 28/54

29 Statické atributy a metody - Math Knihovna matematických funkcí - třída java.lang.math obsahuje statické proměnné (zde konstanty typu double) PI a E statické metody reprezentující matematické funkce: double x = Math.sin(0,5); sin, cos, tan, goniometrické funkce 1 abs absolutní hodnota 3 3 min, max log logaritmus sqrt odmocnina a = a pow(double a, double b) ab random vrací náhodné double číslo z intervalu <0;1) round zaokrouhlení vrací double, proč nevrací int?? a mnohé další 29/54

30 Pořádek Třída ( class ), interfejs ( interface, tj. rozhraní ) a výčet ( což je speciální třída enum ) jsou v Javě základními stavebními kameny. Ukládají se do tzv. balíčků ( package ), přístup k nim se usnadní import. Základním balíčkem je java.lang, bez něho by Java vůbec nefungovala. Zdrojové soubory, tj. kompilační jednotky, mají příponu.java a obsahují: - Jeden příkaz package - je vždy první. Lze ho sice vynechat pak se jedná o tzv. noname space nedoporučuje se. - Několik ( i žádný ) příkazů [ static ] import pro snadnější přístup k jiným balíčkům ( import java.lang.*; je default ). - Definice tříd, interfejsů a výčtů v libovolném pořadí. - Dokumentační komentáře před třídou, interfejsem a jejich složkami. - Ostatní komentáře ( řádkové nebo blokové ) kdekoli. 30/54

31

32 Pořádek Ve zdrojovém souboru může být nanejvýš jedna vrcholná (top) třída, výčet či interfejs s modifikátorem public - pak musí být jméno zdrojového souboru shodné se jménem oné třídy, výčtu či interfejsu. Kompilátor vytvoří tolik souborů bytekódu, kolik je ve zdrojovém tříd, výčtů a interfejsů ( i vnitřních ). Vzniklé soubory mají odpovídající jména s extenzí.class. ( Vnitřní třídy či interfejsy mají vlastní jména složená ze sekvence jmen vnějších tříd či interfejsů oddělených dolarem. ) Bytekódové soubory jsou přijatelné pro JVM, jen tehdy leží-li v těch adresářích jejichž cesta odpovídá operandu v příkazu package. Tzv. CLASSPATH, musí odkazovat na adresář v němž se nalézá adresář shodného jména s první složkou jména uvedeného v příkazu package. 32/54

33 Účel tříd a interfejsů Třídy slouží jako: - Úložiště statického kontextu tj. statických položek tříd. - Plán pro tvorbu objektů obsahující nestatické položky. - Zdroj neprivátních členů pro dědictví potomkům. - Privátní zdroj funkcionality potomků. - Brána pro spuštění aplikace pomocí public static void main( String... Interfejsy slouží jako norma či požadavek. - Nemají funkcionalitu. - Nemají konstruktory ani inicializátory. - Mohou mít jen abstraktní metody. - Mohou mít jen finální statické atributy. - Mohou být i prázdné tzv. tagging Interfejsy. 33/54

34 Typy Jménům se v definici přiřadí neměnitelný typ, který může být: - primitivní primitivních typů je jen 8. - referenční, tj. dle: - dle třídy nebo interfejsu, - pole ( primitivních hodnot anebo referencí ). - void ( prázdný ) - jen jako návratový typ metod. Konstruktory nemají vyznačený návratový typ ten je dán jménem třídy - a musejí být nazvány přesně podle třídy. Java nemá destruktory ničení objektů zajišťuje garbage collector. (Object má protected void finalize() throws Throwable {, nutné přepsat, volá GC při rušení objektu pro uvolňování vázaných zdrojů, lépe použít finally v try catch bloku) 34/54

35 Jména Všechny položky programu musejí být rozlišitelné různými jmény. V některých případech se rozlišují položky shodných jmen dle principu "košile-kabát". Třídy a interfejsy jsou rozlišitelné pomocí úplných jmen. Ta jsou dána prefixem dle příkazu package a jejich vlastním jménem. Atributy přejímají úplná jména tříd či interfejsů jako prefix vlastních jmen. Metody a konstruktory přejímají úplná jména tříd či interfejsů jako prefix vlastních signatur. Signatura metod i konstruktorů se skládá z jejich vlastních jmen a sekvenci typů jejich parametrů. Metody i konstruktory v téže třídě mohou mít shodná vlastní jména, avšak různé signatury - pak jsou tzv. přetížené (overload). To je vhodné tehdy, mají-li obdobnou funkcionalitu. 35/54

36 Abstrakce a konkretizace Abstrakce je důležitým pohledem na oba světy: ten reálný i ten virtuální, je základem taxonomie složitých systémů. Abstrakce má tvar stromu: směrem ke kořeni abstrahujeme (vypouštíme detaily), směrem k listům konkretizujeme (přidáváme a realizujeme detaily). Pomocí abstrakce lze vytvářet velmi užitečné neúplné popisy a plány. Jednak vyjasňují strukturu systému a jednak po pozdějším doplnění se stanou úplnými a tedy konkrétními. Jen podle konkrétních plánů (tříd) lze vytvářet výrobky (objekty). Konkrétní třída může zabránit konstrukci objektů privatizací všech svých konstruktorů modifikátorem private a případně ani nepřipustí jejich použití jiným způsobem. (Např. java.lang.math.) 36/54

37 Abstraktní třídy, metody a interfejsy Abstraktní třída má modifikátor abstract - konkrétní třída nikoli. Má alespoň jeden konstruktor, nelze však podle ní objekty vytvářet. Nemusí mít žádnou abstraktní metodu. Abstraktní třída nemůže být finální. Statický kontext ( tj. static atributy, metody, inicializátory, výčty ) abstraktní třídy je funkční. Abstraktní metoda má v definici místo těla jen středník, např.: public abstract int compareto( Object s ) ; Má-li třída abstraktní metodu ( vlastní definovanou či zděděnou a nepřepsanou na konkrétní ), pak musí být označena jako abstraktní. Interfejs lze považovat za značně omezenou abstraktní třídu, která má všechny metody abstraktní ( netřeba u nich uvádět modifikátor abstract ). Interfejs umožňuje jednak částečný pohled na třídu a jednak slouží s výhodou jako norma či požadavek. 37/54

38 Abstrakce, dědičnost a polymorfismus P Object Object U E F D G Typy: Q A A R R B S T C - konkrétní plán Abstrakce ( po šipkách ) - úží pohled - abstraktní plán Vztahy: - norma, předpis, požadavek extends implements (rozšiřuje) (splňuje) 38/54

39 Polymorfismus Polymorfismus se týká jen překrytých nestatických metod - umožňují objektům různým podtypům daného nadtypu specifické chování. Polymorfismus je relace ( reflexivní, asymetrická a transitivní ) mezi referenčním typem a množinou referenčních typů, které lze oním typem referovat. Existuje-li dráha ( po kterýchkoli šipkách ) z typu x k typu y pak: Typ y je abstrakcí typu x, označme: y x Typ x lze referovat typem y čili lze říci, že x je také y. Množina typů Y = { x U y y x je polymorfismem typu y. Tři příklady polymorfismu z předchozího obrázku: A = { A, B, C, D, Q = { Q, B, C, R, S, T, U = { U, F, G Zda objekt o patří do určitého typu lze otestovat výrazem: o instanceof Typ má hodnotu true nebo false, přičemž o instanceof Object má vždy hodnotu true. 39/54

40 Dědičnost ( inheritance ) Dědičnost velmi usnadňuje: - Přístup k existujícím třídám a interfejsům a jejich pochopení. - Vytváření nových tříd a interfejsů s využitím vlastností a schopností - již existujících, ověřených a dokumentovaných. Všechny třídy ( bez ohledu na balíčky ) tvoří jediný, dědičný, kořenový strom orientovaný směrem ke kořeni, kterým je třída java.lang.object. Tedy každá třída, kromě java.lang.object, má právě jednoho přímého předka ( superclass = nadtřída ), jehož je přímým potomkem ( subclass = podtřída ). Svoji přímou nadtřídu vyznačuje podtřída ve své hlavičce za klíčovým slovem extends, jinak je přímým předkem java.lang.object. Konkrétní třída java.lang.object nemá žádného předka ( je to jakoby prapředek Adam ) a tedy nic nezdědila avšak definuje 11 generálních metod. Všechny ostatní třídy jsou tedy jejími přímými či nepřímými potomky a zaručeně mají tyto generální metody. Třída také dědí od interfejsů uvedených v seznamu za klíčovým slovem implements. 40/54

41 Dědičnost ( inheritance ) Interfejsy tvoří nesouvislý acyklický graf. ( Hrany jsou jen typu extends. ) Není žádný základní interfejs ( co obdoba třídy java.lang.object ) Interfejs: nemusí mít žádného předka, může být přímým potomkem více interfejsů uvedených v seznam za klíčovým slovem extends, nemůže být potomkem žádné třídy, nemůže být finální. Dědí se pouze viditelné členy ( tj. atributy, metody, vnitřní třídy, vnitřní interfejsy, výčty ), jež nemají příliš restriktivní přístupový modifikátor: ( public protected default=friend private tj. vždy v balíčku či potomek v jiném balíčku v témže balíčku nikdy ). Potomek nemůže dědictví odmítnout a tedy není nikdy chudší než předek zpravidla bývá mnohem bohatší. 41/54

42 Dědičnost metod Interfejsy obsahují jen nestatické abstraktní metody generální metody: java.lang. clone(), equals(), hashcode(), Object Object U finalize(), getclass(), notify(), a statické finální atributy P m2( ); notifyall(), tostring(), wait(...) abstract E static m6( ){... A A Q m1( ){... m3( ); abstract F D static private m7( ){...; B B m3( ){... m4( ){... R S m4( ); m4( ); m5( ); m6( ){... abstract G třída m2( ){... m3( ){... m5( ){... static m6( ){... finální třída abstr. třída T C C interfejs extends implements 42/54

43 Dědičnost atributů Interfejsy obsahují jen nestatické abstraktní metody java.lang. Object Object U a statické finální atributy i=1 P Atributy mohou být libovolně [ne]statické E final n=4 A A Q private j=2 m=5 F G třída n=44 D B B C C n=44 finální třída abstr. třída i=11 j=22 valid k=3 i=1/11? j=22 k=3/33? interfejs R i=1 j=22 k=3 T extends S i=1 j=2 k=3 i=1 j=2/22? invalid k=33 implements 43/54

44 Syntaxe třídy [ public protected private ] [ abstract final ] [ strictfp ] static class JménoTřídy [ <~> ] // hlavička třídy [ extends JménoNadTřídy [ <~> ] extends java.lang.object ] [ implements JménoInterfejsu [ <~> ],... ] { // tělo třídy... // atributy statické a nestatické... // inicializátory statické a nestatické... // konstruktory... // metody statické a nestatické - pro vnořené (nested)... // vnořené a vnitřní třídy - typové parametry... // výčty enum - meta symboly... // vnořené interfejsy. // anotace 44/54

45 Syntaxe interfejsu [ public protected private ] [ strictfp ] [ static ] [ abstract ] interface JménoInterfejsu [ <~> ] // hlavička interfejsu [ extends JménoNadInterfejsu [ <~> ],... ] { // tělo interfejsu // [ public static final ] atributy inicializované již v definici // [ public abstract ] metody ale ne static final strictfp native // vnořené a vnitřní třídy // výčty enum // vnořené interfejsy // anotace - jen pro vnořené (nested) - typové parametry - typové parametry Metody stejných signatur kolidují jen při nekompatibilitě návratových typů. Interfejs označený public, má atributy také public - což netřeba uvádět. Při vícečetném dědění stejnojmenných atributů nastane kolize. 45/54

46 Syntaxe anonymní třídy Anonymní třída nemá hlavičku třídy, tudíž ani jméno, nemůže mít potomka a slouží k vytvoření jediného objektu. Má však jediného přímého předka tím může být nejen buď nefinální třída, anebo interfejs a pak je nadtřídou java.lang.object. TypT t = new Třída (... ) { // tělo anonymní třídy... // nestatické atributy, inicializátory, metody a třídy TypT může být Třída anebo její nadtypy. TypZ z = new Interfejs ( ) { // tělo anonymní třídy... // nestatické atributy, inicializátory, metody a třídy TypZ může být Interfejs nebo jeho nadinterfejsy anebo Object. 46/54

47 Dědictví tříd V nově definované třídě lze: - zdědit od nadtřídy jen nestatické členy, které jsou public či protected a patří-li potomek do stejného balíčku, pak i default friend členy. Privátní členy se nedědí. - přidat nové členy. - přepsat zděděné metody novými metodami ( override ), nelze však přepsat statickou nestatickou a naopak. - zastínit zděděné atributy stejnojmennými novými atributy ( shadow ), - definovat vlastní konstruktory a inicializátory. Zdědění abstraktních metod, není " výhodné dědictví ", leč břemeno, se kterým se může třída vyrovnat jedním z těchto způsobů: - přepsat všechny zděděné abstraktní metody na konkrétní, - ponechat některé abstraktní - a bude tudíž abstraktní třídou. 47/54

48 Dědictví interfejsu Při dědění metod nemůže dojít ke kolizi, neboť všechny jsou abstraktní, tj. nemají tělo místo něho mají středník. Při dědění stejnojmenných atributů od více předků-interfejsů dojde k víceznačnosti a to i když jsou inicializovány na stejnou hodnotu. Ke kolizi dojde i při dědění do třídy stejnojmenných atributů z nadtřídy a z interfejsu či jen z více interfejsů. Dědictví z interfejsů do třídy se neuplatní tehdy, je-li ve třídě jméno atributu definováno ( ne zděděno ). Může záležet i na pořadí v jakém jsou interfejsy uvedeny v implements. 48/54

49 Zastínění a překrytí Zděděný atribut, lze v potomkovi zastínit stejnojmenným atributem, přičemž na typech a modifikátorech přístupu nezáleží. Nefinální statickou metodu lze zastínit. Statické atributy a metody jsou přístupné přes jméno třídy. Překrytí metod ve třídě Nevyhovuje-li potomkovi zděděná nefinální metoda, lze v potomkovi deklarovat metodu, která: má shodnou signaturu, má kovariantní návratový typ, typ či subtyp avšak ne primitivní, nemění statičnost nestatičnost, nezužuje modifikátor přístupu, nerozšiřuje množinu kontrolovaných výjimek udaných za throws. Překrytím metody v potomkovi se metoda v předkovi nezmění. Přepsaná nestatická metoda je přístupná z přímého potomka pomocí klíčového slova super. Statická metoda je přístupná přes jméno třídy. 49/54

50 Dědění versus kompozice Vytvářet bohatší třídy lze: Děděním tj. přidáváním zejména metod, např.: class B extends A { void m1(... ) {... void m2(... ) {... // relace: B is A Kompozicí tj. přidávání zejména referenčních atributů class C { B b = new B(... ); C c = new C(... ); class B { void m1(... ) {... void m2(... ) {... // relace: C has B and C Doporučuje se dávat přednost kompozici, dědění používat obezřetně. 50/54

51 Zapouzdření ( encapsulation ) Ve třídách a objektech lze ukrýt atributy, metody, konstruktory, vnitřní třídy a vnitřní interfejsy a tím podpořit spořádanost a bezpečnost. Inicializátory jsou skryté již tím, že nemají jméno. Míru zapouzdření určuje modifikátor viditelnosti členu či konstruktoru. modifikátor viditelnost public - odevšad protected - ve vlastním balíčku a v potomcích v jiných balíčcích - modifikátor se nepíše, chápe se jako package private tj. viditelný ve vlastním balíčku ( friend v C/C++ ) private - jen ve vlastní třídě ( a i z vnitřních tříd ) K nedostupným členům nějaké třídy lze přistupovat z jiné třídy jen pomocí neprivátních metod oné třídy. V interfejsech lze zapouzdřovat jen atributy a jen úrovní default. 51/54

52 Getry a setry Dobrovolná jmenná konvence pro přístupové metody k zejména privátním atributům, které jejich hodnotu vydávají ( tzv. getter, accessor ) anebo mění ( tzv. setter, mutator ) usnadňuje tvorbu nadstavbového softwaru. Tento způsob je podmínkou pro tvorbu tzv. Java beans. private int cenakusu = ; // atribut public int getcenakusu( ) { return cenakusu; // getter public void setcenakusu ( int cenakusu ) { // setter... this.cenakusu = cenakusu; private Point vrcholhory = ; // atribut public Point getvrcholhory ( ) { return vrcholhory ; // getter public void setvrcholhory ( Point vrcholhory ) { // setter... this.vrcholhory = vrcholhory ; 52/54

53 Getry a setry Getry vracející boolean často začínají is resp. has např.: isvisible( ) resp. hasnext( ). Pro jednorozměrná pole se používají getry a setry např. takto: private String[ ] line = { "A", "B", "C" ; public String getline( int index ) { return line[ index ] ; public void setline( int index, String line ) { this.line[ index ] = line ; 53/54

54 Inicializace statických atributů Když JVM zavede třídu či interfejs do paměti, inicializuje jejich statické atributy. U tříd i tzv. statickými inicializátory - ty připomínají metody bez hlavičky, mají přístup jen ke statickému kontextu, nic nevracejí, nemají signaturu, nevyznačují vyhazování výjimek a provádějí se jen jednou a to v pořadí zápisu. Nelze je volat, nejsou členy třídy a nedědí se. Syntakticky jsou velmi prosté: static {... class Priklad { static int j = 10, k, n; static { String value1 = System.getProperty( "key1" ) ; n = Integer.parse( value1 ) ; k = Integer.parseInt( System.getProperty( "key2" ) ) ; static Color[ ] c = new Color[ n ] ; static { for ( int i = 0; i < c.length; i++ ) c[ i ] = new Color( i, i*j, 0 ); // Execute as: java -Dkey1=value1 -Dkey2=value2 MyProgram 54/54