Objektově orientované programování
Z MiS
(Rozdíly mezi verzemi)
(→Atributy → proměnné: Oprava vzhledu.) |
(→Zdroje: Doplněno ITnetwork.cz.) |
||
| (Není zobrazena 1 mezilehlá verze od 1 uživatele.) | |||
| Řádka 195: | Řádka 195: | ||
== Související stránky == | == Související stránky == | ||
| − | * [[Platnost proměnných]] | + | * [[Platnost proměnných]], [[Java: Zápis tříd]] |
| Řádka 201: | Řádka 201: | ||
* [http://cs.wikipedia.org/wiki/Objektově_orientované_programování Wikipedia.org > Objektově orientované programování] | * [http://cs.wikipedia.org/wiki/Objektově_orientované_programování Wikipedia.org > Objektově orientované programování] | ||
* [http://jaksenaucitprogramovat.py.cz/cztutclass.html JakseNaucitProgramovat.py.cz > Cztutclass] | * [http://jaksenaucitprogramovat.py.cz/cztutclass.html JakseNaucitProgramovat.py.cz > Cztutclass] | ||
| + | * [http://www.itnetwork.cz/java/oop ITnetwork.cz Objektově orientované programování v Javě — materiály k placenému kurzu, ale spousta materiálů je zdarma] | ||
Aktuální verze z 3. 2. 2017, 14:09
Obsah |
Co je to OOP?
- Objektově orientované programování (OOP, anglicky Object-Oriented Programming) je to metodika vývoje softwaru.
- Zároveň se jedná o paradigma: popisuje způsob vývoje a zápisu programu a způsob uvažování o problému.
Základní paradigma OOP
- Při řešení úlohy vytváříme model popisované reality
- popisujeme entity
- a interakci mezi entitami
- Abstrahujeme od nepodstatných detailů
- při popisu/modelování entity vynecháváme nepodstatné vlastnosti entit
- Pro srovnání: strukturované programování
- Řešení úlohy jako posloupnost příkazů, řídících struktur a volání metod.
Cíle
- Je vedeno snahou o znovupoužitelnost komponent.
- Rozkládá složitou úlohu na dílčí součásti, které jdou pokud možno řešit nezávisle.
- Přiblížení struktury řešení v počítači reálnému světu (komunikující objekty).
- Skrytí detailů implementace řešení před uživatelem řešení.
Představte si, že někdo vytvořil knihovnu, která řeší obecnou úlohu (třeba ArrayList v Javě, fungující jako úložiště objektů).
Když tuto knihovnu chcete použít, potřebujete vědět:
- hodnotu kterých proměnných můžete měnit,
- které metody/funkce/procedury smíte volat.
To samozřejmě lze napsat do dokumentace. OOP je však vedeno snahou, aby zodpovězení těchto otázek bylo přirozenou součástí kódu.
Model systému pohledem OOP (konstrukty OOP)
- Objekt
- Základní pojem.
- Model světa pohledem OOP je množina objektů (entit), které si posílají zprávy.
- Zpráva
- pokud chce objekt komunikovat s jiným objektem, posílá mu zprávu
- Rozhraní objektu/třídy
- Množina zpráv, na kterou umí daný objekt reagovat.
- Třída
- Třída je seskupení objektů stejného typu.
- Podchycuje na obecné úrovni podstatu všech objektů podobného typu
- Třída je „šablona“ pro vytváření objektů.
- Instance
- Objekt dané třídy nazýváme někdy také instancí třídy.
- Atributy
- Každá entita modelovaného světa má vlastnosti.
- Ty vlastnosti, které jsou pro náš model podstatné, zachycujeme pomocí atributů.
- Stav objektu
- aktuální hodnoty jeho atributů.
Rysy OOP
- Abstrakce (abstraction)
- objekt pracuje jako „černá skříňka“
- objekt můžeme používat aniž bychom znali detaily jeho fungování
- implementaci objektu lze změnit, pokud nezměníme rozhraní, zbytek kódu nemusíme měnit
- Zapouzdření (encapsulation)
- objekt může přistupovat k atributům jiných objektů pouze pomocí zasílání zpráv!
- „data a funkce dohromady“
- Polymorfismus (polymorphism)
- různé objekty mohou reagovat na stejnou zprávu různě
- „když dva dělají totéž, není to totéž“
- Skládání (agregation)
- objekt může jako své součásti obsahovat jiné objekty
- Delegování (delegation)
- pro provedení operace objekt část akce řeší voláním dalších objektů
- Dědičnost (inheritance)
- pokud objekt sdílí a rozšiřuje rozhraní jiného objektu, popisujeme to dědičností
- dědičnost používáme pouze tehdy, kdy objekt přebírá (a případně rozšiřuje o nové zprávy) CELÉ rozhraní jiného objektu (jinak používáme skládání + delegování)
- potomek může zároveň kdykoli zastoupit předka
Použití konstruktů OOP v programovacích jazycích
Syntaxe Javy viz Java: Zápis tříd.
Objekty, třídy
- Každý objekt je instancí některé třídy
- Často bývá jedna třída univerzální předek (například v Javě třída
Object), ostatní třídy jsou pak potomky této třídy nebo potomky jejích potomků.
- Vytváření objektů (instancí třídy)
- Ve většině jazyků se používá operátor
new. - Při vytváření instance se volá konstruktor, který inicializuje hodnoty atributů.
- Konstruktor
- Konstruktor se obvykle zapisuje podobně jako metoda, ale nemá uvedené jméno, návratovým typem je třída sama.
- Třída může mít více konstruktorů.
- Pokud neuvedeme konstruktor, vytváří se obvykle tzv. „implicitní konstruktor“. Ten nastaví hodnoty proměnných na úvodní hodnoty podle jejich typu
Zprávy → metody
- Reakci objektu na zprávu popisují metody:
- Metoda má
- Přetěžování metod (overloading)
- Jedna třída může mít více metod se stejným jménem.
- Metody se stejným jménem se musí lišit počtem parametrů, typem parametrů nebo obojím.
- Překrývání metod (overlaying)
- souvisí s dědičností a polymorfismem
- potomek může na stejnou zprávu reagovat jinak, než předek
- pak říkáme, že metoda v potomkovi „překrývá“ metodu předka
- Atomizace metod
- metoda by měla řešit jednu konkrétní věc
- pro dílčí podúkoly by měla delegovat volání na další metody či jiné objekty
- délka metody bez deklarace proměnných cca 5 řádků
Atributy → proměnné
- Atributy jsou realizovány proměnnými.
- Instanční proměnné
- Každá instance má svoji vlastní hodnotu.
- Zabírají paměť tolikrát, kolik instancí třídy vytvoříme.
Například třída
UcebniSkupina může mít atribut počet žáků (kteří do dané skupiny chodí). Odpovídající proměnná musí být instanční, protože každá učební skupina může mít jiný počet žáků. (Je to vlastnost konkrétní skupiny.)- Třídní proměnné
- klíčové slovo
static - Hodnota je společná pro všechny instance dané třídy.
- Zabírají paměť jen jednou, bez ohledu na počet instancí.
Je-li
maximální počet žáků v učební skupině dán zákonem (tedy pro všechny učební skupiny stejný), pak tento atribut budeme realizovat třídní proměnnou třídy UcebniSkupina.Více o vztahu mezi instančními a třídními proměnnými viz: Platnost proměnných.
Přístupnost metod a proměnných
- Metody a proměnné mohou být přístupné:
- pouze z dané třídy
- pouze ze tříd ve stejném balíčku
- navíc z potomků třídy
- z libovolné třídy
- Přístupnost určují obvykle modifikátory (viz syntaxe v Javě v Java: Modifikátory přístupu).
Dědičnost
- V mnoha jazycích se omezuje dědičnost na dědění maximálně z jedné třídy. Tím se vyhneme některým problémům při implementaci.
Zastupitelnost tříd
- V jazycích, které vyžadují typovou kontrolu v době překladu, je často třeba předem uvést typ objektů, které budeme například vkládat do kontejneru.
- My ale často potřebujeme vkládat objekty různých tříd.
- K řešení můžeme využít:
- rozhraní
- abstraktní třídy
- dědičnost
Abstraktní třída
- Některé metody jsou abstraktní:
- nemají tělo
- uvádíme pouze hlavičku
- Těla abstraktních metod budou doplněna v potomcích třídy.
- Nelze vytvořit instanci abstraktní třídy.
- Viz Java: Abstraktní třídy, dědičnost a rozhraní.
Rozhraní (interface)
- „Čistě abstraktní třída“.
- Všechny metody jsou abstraktní.
- Třída může implementovat více rozhraní.
- Viz Java: Abstraktní třídy, dědičnost a rozhraní
Nepleťte s pojmem „rozhraní třídy“ ve smyslu souhrnu všech metod!
Pokud implementujeme interface, pak „slibujeme“, že součástí rozhraní třídy jsou minimálně metody, zahrnuté v interface.
- Dědičnost × Skládání — Čítač příchodů
- Představme si, že máme již vytvořenou třídu
Kalkulackas metodoupricti(cislo). - Máme vytvořit třídu
CitacPrichodu, která při každém průchodu dveřmi přičte do pomocné proměnné jedničku. - Napadne nás, že bychom mohli použít už fungující kód třídy
Kalkulacka - Použijeme tedy instanci třídy
Kalkulackajako atribut třídyCitacPrichodu. - Metoda
priselZakaznik()bude delegovat volání nakalkulacka.pricti(1). - Dědičnost by zde nebyla vhodná, ostatní metody třídy
Kalkulackanemají být součástí rozhraní třídyCitacPrichodu.
Operátory this a super
-
this... odkaz na objekt, jehož metodu právě provádíme. -
super... odkaz na rodičovskou třídu (používáme typicky v konstruktoru nebo k volání překrytých metod).
Související stránky
