Idag statiska metoder och variabler private/public/protected final, abstrakta klasser, gränssnitt, delegering wrapper classes ett lite större exempel Objectorienterad programmering Sida 1
Vad vi vet om objekt och klasser En klass definierar en typ av objekt. Varje klass har ett antal fält (instansvariabler) ett antal metoder en konstruktor Idé: Fälten beskriver den interna representationen. Metoderna beskriver gränssnittet till omvärlden. Allt data är kopplat till ett visst objekt. Objectorienterad programmering Sida 2
Vad vi vet (forts) Frågor: Ska ett objekts data (fält) alltid vara tillgängligt utifrån? Ibland kan det vara naturligt att låta data leva oberoende av något objekt. Exempel: Matematiska konstanter, räknare för antalet objekt i en klass, globala datastrukturer Ibland kan det vara naturligt att kunna använda en metod utan att ha skapat objekt i klassen. Exempel: Matematiska bibliotek Objectorienterad programmering Sida 3
Klassvariabler Exempel: static int x; En klassvariabel existerar i en version allokeras när klassen laddas in lever oberoende av om klassen har några objekt Objectorienterad programmering Sida 4
class X { static int counter = 0; Klassvariabler (forts) int number; X () { counter = counter + 1; number = counter; }} Objectorienterad programmering Sida 5
Klassvariabler, testkörning X a = new X(); X b = new X(); X c = new X(); System.out.println(c.number); Ger variabeln c ordningsnummer 3. Objectorienterad programmering Sida 6
Klassvariabler... Exempel: En klass Konto med klassvariabel räntesats (gemensam för alla konton) instansvariabel saldo (varje konto har sitt eget saldo!) Objectorienterad programmering Sida 7
Klassmetoder, exempel class F { static double m(double x, double y) { return (x + y) / 2; } } Anropet F.m(4.2, 9) ger resultatet 6.6. en klassmetod kan anropas även om klassen inte har några objekt en klassmetod har tillgång till klassvariabler men inte instansvariabler (varför inte?) Objectorienterad programmering Sida 8
Jämför klassvariabler instansvariabler klassmetoder vanliga metoder klassvariabler globala variabler (i tex C eller Pascal) klassmetoder funktioner i C eller Pascal Objectorienterad programmering Sida 9
public class V { private int x; Inkapsling och synlighet, modell public void setx(int x1) { x = x1; } } public int getx() { return x; } Objectorienterad programmering Sida 10
Synlighet (forts) Vi kan inte komma åt instansvariabeln x direkt: V v; v.x =... är inte tillåtet. Men med metoderna setx() och getx() kan värdet på x läsas och skrivas. En instansvariabel, klassvariabel eller metod kan deklareras private. Då kan variabeln eller metoden bara användas i klassen. Objectorienterad programmering Sida 11
Rekommendationer Ange alltid synlighet för variabler och metoder. Gör alla klass- och instansvariabler private. Objectorienterad programmering Sida 12
Lite om paket i Java Ett paket (package) är en samling av klasser. I Javas standardbibliotek finns paket som System.out, java.io, java,lang, java.applet och java.swing. Varje klass har ett enkelt namn (som ges i dess definition), till exempel String, och ett fullständigt namn, till exempel java.lang.string. Objectorienterad programmering Sida 13
Paket (forts) Man talar om att en viss klass ska ingå i ett visst paket med en deklaration package mittpaket; som ska stå först i filen. Precis som en klass i Java (normalt) definieras i en klass med samma namn, måste alla.class-filer som ingår i ett visst paket finnas i en mapp (directory) med samma namn. Objectorienterad programmering Sida 14
Paket i paket Ett paket kan innehålla andra paket (subpaket). Ett paket med namnet mittpaket.ettannatpaket är ett subpaket till paketet mittpaket. Dess klassfiler ska ligga i mappen ettannatpaket som i sin tur ska finnas i mappen mittpaket. Objectorienterad programmering Sida 15
Paket (forts) För att komma åt en klass i ett visst paket kan man använda klassens fullständiga namn, tex mittpaket.klassnamn eller mittpaket.ettannatpaket.klassnamn (Klassen KlassNamn kan vara definierad i båda paketen) Objectorienterad programmering Sida 16
Paket (forts) Man kan även importera en viss klass eller ett visst paket, tex import mittpaket.klassnamn eller import mittpaket.ettannatpaket.klassnamn för att importera en viss klass, eller import mittpaket.* eller import mittpaket.ettannatpaket.* för att importera alla klasser inom ett visst paket. Om man importerar två klasser med samma korta namn ger kompilatorn ett felmeddelande. Objectorienterad programmering Sida 17
Paket synlighet Om man inte anger synlighet för ett namn kommer namnet att vara synligt för andra klasser inom samma paket. public paket protec private Klassen ja ja ja ja Annan klass (samma p.) ja ja ja nej Subklass (annat paket) ja nej ja nej Annan klass (i annat p.) ja nej nej nej Objectorienterad programmering Sida 18
Slutgiltiga klasser och metoder Nyckelordet final betyder För en variabel: deklarerar att variabeln är konstant. För en klass: att andra klasser inte kan ärva från den För en metod: att den inte kan få en ny definition i en subklass Motivering: Ger effektivare kod. Gör det möjligt för en konstruktör av en klass att styra hur andra bygger vidare på klassen. Objectorienterad programmering Sida 19
class Person { int ålder; final String namn; Final: Exempel Person (String n, int å) { ålder = å; namn = n; } } Objectorienterad programmering Sida 20
Abstrakta klasser Exempel: Ett antal klasser för olika geometriska figurer (Circle, Square, Triagle) Alla definierar en metod draw För att kunna hantera alla likformigt i ett ritprogram: definiera en abstrakt klass GeometricShape. Låt alla ärva från denna. Objectorienterad programmering Sida 21
Abstrakt klass: exempel abstract public class GeometricShape { public GeometricShape( int ix, int iy ) {... } protected int x; protected int y; } abstract public void draw( Graphics g); public void move( int dx, int dy ) {... } Objectorienterad programmering Sida 22
Abstrakt klass: exempel (forts) class Square extends geometricshape { public void draw ( Graphics g ) {... }} class Rectangle extends geometricshape { public void draw ( Graphics g ) {... }} Objectorienterad programmering Sida 23
Klassen Object Java definierar en klass Object Varje klass är en subklass till Object Object definierar några användbara metoder, tex tostring(), getclass(), clone(), equals(..) vissa bör definieras om i subklasser Exempel: Object b = new Person(...); Person p = (Person) b; Objectorienterad programmering Sida 24
Gränssnitt (Interface) En slags lättviktsklasser ungefär som abstrakta klasser. Definierar ett interface ( eller protokoll) Ett interface består av ett antal metodnamn med argumenttyper och resultattyper. Ett interface innehåller inte några datastrukturer eller någon programkod. Objectorienterad programmering Sida 25
Interface, första exempel public interface MyInterface { void amethod(int i); } public class MyClass implements MyInterface { public void amethod(int i) {... }... } Objectorienterad programmering Sida 26
Interface (forts) Vi säger att en klass implementerar ett interface. En klass kan bara ärva en annan klass men implementera många interface. Man kan använda interface för att hänga på en klass ytterligare egenskaper. En vanlig variabeldeklaration beskriver hur det data som variabeln lagrar ser ut En variabel som deklareras att vara av ett visst interface: varje objekt som variabeln refererar måste implementera gränssnittet Objectorienterad programmering Sida 27
Exempel på interface i Javas API EventListener Comparable List, Set, Map Iterator Objectorienterad programmering Sida 28
Interface för att simulera multipelt arv Exempel (Jia 179-) Två klasser: Student, Employee. Vad händer om en student också är anställd? I andra objekt-orienterade språk: låt klassen StudentEmployee ärva från båda: public class StudentEmployee extends Student, Employee {... } Objectorienterad programmering Sida 29
public interface Student { float getgpa ();... } Multipelt arv i Java public interface Empolyee { float getsalary ();... } Objectorienterad programmering Sida 30
Multipelt arv (forts) Definiera sen implementationer... public class StudentImpl implements Student { float getgpa () {... }... } public class EmployeeImpl implements Empolyee { float getsalary () {... }... } Objectorienterad programmering Sida 31
Multipelt arv (forts) Om vi nu vill ha en klass för dom som är både studenter och anställda: public class StudentEmployee implements Student, Employee { private Student student; private Employee employee; StudentEmployee () { student = new StudentImpl(); employee = new EmployeeImpl(); Objectorienterad programmering Sida 32
float getgpa () { return student.getgpa(); } } float getsalary () { return employee.getsalary(); } Objectorienterad programmering Sida 33
Objekt b Omslagsklasser (Wrapper classes) Problem: Givet denna deklaration kan b bindas till alla datastrukturer i Java utom de primitiva datatyperna. Allt är objekt? Lösning: För varje primitiv datatyp finns en omslagsklass (wrapper class) definierad. Tex int - Integer boolean - Boolean char - Char Objectorienterad programmering Sida 34
Varje omslagsklass Omslagsklasser (forts) har en konstruktor som accepterar motsvarande primitiva datatyp definierar en metod för att ta fram värdet, tex intvalue(). Integer x = new Integer(42); int y = x.intvalue(); Dito för Boolean, Character, Byte, Double, Float, Long, Short Objectorienterad programmering Sida 35
Så, om man har en generell datastruktur för att lagra Objekt kan man lagra de primitiva typerna med hjälp av omslagsklasser en viss kostnad; varje instans av en omslagsklass måste lagras på heap och avallokeras av GC ganska bökigt, en del kod för att packa in och packa upp. Objectorienterad programmering Sida 36
Autoboxing/unboxing: Automatisk inpackning och uppackning Nytt för Java 5 (detta finns ej i Jias bok) int a = 123; Object x = a; int y = (Integer) x; När x tilldelas allokeras ett objekt. Tips! Se upp för detta. Om man använder omslagsklasser där primitiva datatyper hade räckt kan Objectorienterad programmering Sida 37
koden bli betydligt ineffektivare. boolean stavas med liten bokstav. Objectorienterad programmering Sida 38
Ett lite större exempel Ett gränssnitt Shape med metod area(). Circle, Rectangle, Square, Triangle implementerar Shape. Objectorienterad programmering Sida 39
Exempel, version 2 Notera: för samtliga figurer gäller: arean av en instans ändras aldrig Idé: En instansvariabel area. Låt konstruktorn beräkna arean. (Vi ändrar endast Circle och Rectangle) Objectorienterad programmering Sida 40
Exempel, version 3 Både Circle och Rectangle har en instansvariabel area och en metod area() med exakt samma definition. Idé: Skapa en klass ShapeClass. Låt Circle och Rectangle ärva av denna. Placera det som är gemensamt, instansvariabeln och metoden area(), här. Objectorienterad programmering Sida 41
Exempel, version 4 Vi kan plocka bort några av instansvariablerna för Circle och Rectangle: diameter, side1, side2 Idé: Skapa en klass ShapeClass. Låt Circle och Rectangle ärva av denna. Placera det som är gemensamt, instansvariabeln och metoden area(), här. Objectorienterad programmering Sida 42
Mer ideer Gör samma sak med Triangle och Square Låt ShapeClass få en konstruktor med ett argument Då kan instansvariabeln area bli privat Objectorienterad programmering Sida 43