Z. Kotala, P. Toman: Java
	(Obsah)

10. Zßkladnφ pojmy z OOP

10.1. Objekt

Priklad 10.1.

Modulem m∙╛e b²t nap°φklad standardnφ knihovna pro prßci se soubory, kterß obsahuje funkce pro otev°enφ, Φtenφ, zßpis do souboru atd. V Turbo Pascalu a jazyce C je tato knihovna realizovßna tak, ╛e ·daje o fyzickΘm souboru (pozice pro Φtenφ a zßpis, odkaz na v vyrovnßvacφ pam∞╗ atd.) jsou ulo╛eny v datovΘ struktu°e - prom∞nnΘ typu soubor (FILE). Tato prom∞nnß se v programu pou╛φvß jako argument p°i volßnφ funkcφ knihovny. Nev²hodou ov╣em je, ╛e s obsahem struktury zmφn∞nΘ prom∞nnΘ mohou manipulovat krom∞ knihovny, kterΘ to p°φslu╣φ, i jinΘ Φßsti programu a v p°φpad∞ p°epsßnφ ·daj∙ m∙╛e pozd∞ji dojφt k jeho zhroucenφ apod. BezpeΦn∞j╣φ by bylo, kdyby k ·daj∙m tΘto prom∞nnΘ m∞ly p°φstup v²hradn∞ funkce p°φslu╣nΘ knihovny. ╪e╣enφm je uzav°φt ·daje spolu s p°φslu╣n²mi funkcemi do jednoho modulu a mφsto datovΘ struktury pou╛φt pouze odkaz (referenci). OOP jde v tomto sm∞ru je╣t∞ dßle a s ka╛d²m souborem (resp. s daty o souboru) p°φmo svß╛e funkce, kterΘ s nφm mohou v²luΦn∞ manipulovat. V╣e si lze p°edstavit nßsledovn∞:

Objekt je runtime entita ⁽¹⁾ sklßdajφcφ se z prom∞nn²ch, zvan²ch ΦlenskΘ prom∞nnΘ (member variables), a p°φslu╣ejφcφch funkcφ, zvan²ch metody (methods). V Φlensk²ch prom∞nn²ch je obsa╛en stav objektu, tj. v╣e, co si objekt "pamatuje", a metody vyjad°ujφ jeho chovßnφ, tedy v╣e, co objekt "umφ".

Priklad 10.2.
My╣lenka objekt∙ byla p°evzata z reßlnΘho sv∞ta. Jednφm z nejjednodu╣╣φch reßln²ch objekt∙ je obyΦejn² vypφnaΦ - jeho stavem je: poloha (vypnuto, zapnuto) a chovßnφm: zapnutφ a vypnutφ. I zde je v╣e uzav°eno uvnit° a nemßme mo╛nost p°φmo (bez ╣roubovßku) manipulovat se stavem vypφnaΦe a p°ivodit si ·raz.

Uzav°enost (encapsulation) je jednou z nejd∙le╛it∞j╣φch vlastnostφ objekt∙ a mß krom∞ bezpeΦnosti je╣t∞ v²hodu skrytφ vnit°nφ implementace a modularity - softwarov² objekt m∙╛e b²t p°i zachovßnφ rozhranφ metod uvnit° zcela p°eprogramovßn a m∙╛e se libovoln∞ m∞nit vnit°nφ struktura dat (Φlensk²ch prom∞nn²ch), ale nenφ t°eba p°izp∙sobovat okolφ.

V programech se uzav°enost ·pln∞ striktn∞ nedodr╛uje - nap°φklad pokud objekt reprezentuje pouze datovou strukturu (nemß metody), nebo z d∙vodu rychlosti - a je mo╛nΘ povolit p°φm² p°φstup k libovoln²m Φlensk²m prom∞nn²m (viz 11.4.). To by se v╣ak m∞lo t²kat pouze t∞ch prom∞nn²ch, jejich╛ zm∞nou zvenΦφ nelze uvΘst objekt do nekonzistentnφho ("nesmyslnΘho") stavu - nap°. u souboru nastavenφ pozice pro Φtenφ na zßpornou hodnotu.

Jeden objekt se samoz°ejm∞ m∙╛e obsahovat dal╣φ, v╣e zßle╛φ na zvolenΘ rozli╣ovacφ schopnosti. Nap°φklad pro n∞kterΘ aplikace lze poΦφtaΦ reprezentovat jednφm objektem, pro jinΘ se bude sklßdat z dal╣φch (motherboardu, harddisku, videokarty, °adiΦe atd.).

10.2. Zprßva

Zprßva je obecn² pojem, jφm╛ se oznaΦuje zaslßnφ po╛adavku mezi objekty bez ohledu na zp∙sob p°enosu, ⁽²⁾ jeho╛ v²sledkem je volßnφ metody cφlovΘho objektu. Zprßvu obecn∞ tvo°φ:

• jmΘno objektu, kterΘmu je obsah urΦen,

• jmΘno metody, kterß se mß vykonat,

• parametry metody (data).

Mechanismus zasφlßnφ zprßv tak umo╛≥uje, ╛e se komunikujφcφ softwarovΘ objekty mohou nalΘzat ve dvou r∙zn²ch procesech, programech nebo dokonce na dvou r∙zn²ch poΦφtaΦφch. Pro jednotlivΘ situace v╣ak nenφ t°eba objekty p°izp∙sobovat.

10.3. T°φda

V programovacφm jazyce je t°φda (class ⁽³⁾ ) p°esn∞ popsßna. Z hlediska syntaxe je t°φda obyΦejnou deklaracφ datovΘ struktury (podobn∞ jako record v Pascalu nebo struct v C) roz╣φ°enou o metody. T°φda p°edstavuje objektov² typ, objekt se naz²vß instancφ t°φdy.

Priklad 10.3.

Realizace vypφnaΦe z p°φkladu 10.2. v Jav∞ m∙╛e vypadat takto: public class Vypinac { private boolean poloha = false; public void zapni() { poloha = true; } public void vypni() { poloha = false; } public void vypisStav() { if (poloha) System.out.println("Zapnuto."); else System.out.println("Vypnuto."); } } T°φda Vypinac obsahuje ve°ejn∞ p°φstupnΘ (public) metody zapni() a vypni() a soukromou (private) Φlenskou prom∞nnou poloha. Podle tΘto t°φdy m∙╛e program vytvo°it teoreticky libovolnΘ mno╛stvφ nezßvisl²ch instancφ: public class Program { public static void main(String[] args) { Vypinac prvni = new Vypinac(); // vytvo°enφ vypφnaΦe Vypinac druhy = new Vypinac(); // vytvo°enφ vypφnaΦe prvni.zapni(); prvni.vypisStav(); druhy.vypisStav(); } }

Dosud v╣e nasv∞dΦuje tomu, ╛e t°φda je pouhou deklaracφ objekt∙ a v programu fyzicky neexistuje - existujφ a╛ jejφ konkrΘtnφ objekty, kterΘ majφ sv∙j stav ulo╛en v Φlensk²ch prom∞nn²ch. I samotnß t°φda v╣ak m∙╛e mφt prom∞nnΘ (class variables) a metody (class methods), naz²vanΘ tΘ╛ statickΘ.

StatickΘ prom∞nnΘ existujφ jen v jednom exemplß°i a v╣echny objekty danΘ t°φdy je sdφlφ - jsou tedy jakousi obdobou globßlnφch prom∞nn²ch pro danou t°φdu.

StatickΘ metody ⁽⁴⁾ majφ tu v²hodu, ╛e je lze volat, i kdy╛ (je╣t∞) neexistuje ╛ßdnß instance t°φdy - viz metoda main v p°φkladu 4.2..

10.4. D∞diΦnost

ObjektovΘ jazyky umo╛≥ujφ konstruovat t°φdy tak, ╛e od prvnφ (nejobecn∞j╣φ) se mohou odvozovat dal╣φ p°idßnφm nebo p°ekrytφm (p°edefinovßnφm) metod (a p°φp. p°idßnφm prom∞nn²ch). Toto odvozovßnφ je mo╛nΘ dßle opakovat a v²slednΘ t°φdy jsou pak uspo°ßdßny do stromovΘ hierarchie:

Nßslednφk danΘ t°φdy ve stromu se naz²vß potomek (subclass) a p°edch∙dce rodiΦ (superclass), podobn∞ jako v rodokmenu.

T°φda v danΘm uzlu s v²jimkou ko°ene d∞dφ (tj. p°ejφmß, jako by byly znovu definovßny) v╣echny prom∞nnΘ a metody rodiΦe ⁽⁵⁾ a tφm, nep°φmo, i v╣ech nad°azen²ch t°φd. P°i prochßzenφ stromu shora dol∙ tak zφskßvßme Φφm dßl specializovan∞j╣φ t°φdy.

Dφky d∞diΦnosti se p°i programovßnφ lze vyhnout mnoh²m chybßm (odvozenß t°φda pou╛φvß ji╛ odlad∞n² k≤d z rodiΦe) a u╣et°φ se i op∞tovnΘ psanφ k≤du (metody rodiΦovskΘ t°φdy nenφ t°eba znovu definovat).

Na rozdφl od n∞kter²ch jin²ch jazyk∙ (nap°. C++) Java nepodporuje tzv. vφcenßsobnou d∞diΦnost, kdy m∙╛e t°φda mφt vφce ne╛ jednoho rodiΦe, nebo╗ to obvykle p°inß╣φ v∞t╣φ obtφ╛e ne╛ v²hody (nap°. nar∙stß komplexnost zdrojovΘho textu). P°φpad, kdy by t°φda m∞la mφt vlastnosti vφce rodiΦ∙, Java obchßzφ pomocφ rozhranφ (interface), viz 11.6..

V Jav∞ jsou v╣echny t°φdy uspo°ßdßny do jedinΘho stromu, jeho╛ ko°enem je t°φda Object (viz 11.5.). Pokud v programu nenφ uveden rodiΦ novΘ t°φdy, je jφm automaticky prßv∞ Object. ⁽⁶⁾

10.5. Vφcetvarost

To v podstat∞ vyjad°uje vφcetvarost (polymorphism), kterß °φkß, ╛e jmΘno akce (metody) je sdφleno t°φdami ve stromu d∞diΦnosti a ta je implementovßna zp∙sobem, kter² ji na danΘ ·rovni p°φslu╣φ.

Stoprocentn∞ to ov╣em platφ pouze o Jav∞, nikoliv nap°φklad o Turbo Pascalu Φi C++. V praxi jde o to, jak se ve zd∞d∞n²ch metodßch volajφ p°ekrytΘ (p°edefinovanΘ) metody potomk∙:

Priklad 10.4.

Mßme t°φdu Bod, jejφ╛ instance p°edstavujφ body na obrazovce. T°φda Bod obsahuje dv∞ metody: zobraz() - zobrazφ bod na aktußlnφch sou°adnicφch, posun() - p°esune bod o zadan² ·sek (zm∞nφ jeho sou°adnice) a nßsledn∞ zavolß metodu zobraz(). T°φda Kruh je potomkem t°φdy Bod, d∞dφ tedy ob∞ uvedenΘ metody. Metoda zobraz() je v╣ak ve t°φd∞ Kruh p°ekryta - zobrazφ kruh. P°i volßnφ metod pak v Jav∞ dostaneme v²sledek, kter² bychom asi oΦekßvali: metoda posun() t°φdy Bod zm∞nφ sou°adnice a zobrazφ bod, metoda posun() t°φdy Kruh zm∞nφ sou°adnice a zobrazφ kruh. V C++ Φi Turbo Pascalu dopadne v²stup "kupodivu" takto: metoda posun() t°φdy Bod zm∞nφ sou°adnice a zobrazφ bod, metoda posun() t°φdy Kruh zm∞nφ sou°adnice a zobrazφ bod! V programu je toti╛ k≤d metody posun() obou t°φd sdφlen a instance obou t°φd tedy pou╛φvajφ fyzicky tutΘ╛ metodu. V C++ je v metod∞ posun() "napevno" p°elo╛eno volßnφ metody zobraz() (7) - t°φdy Bod, a proto dojde k uvedenΘmu v²sledku. Oproti tomu v Jav∞ se v metod∞ posun() a╛ za b∞hu programu rozhoduje, kterß z metod zobraz() se bude volat (8) . JmΘno metody posun() je (v p°φpad∞ Javy) sdφleno ob∞ma t°φdami a ta funguje zp∙sobem, kter² ji na danΘ ·rovni p°φslu╣φ (vφcetvarost).

V C++ Φi Turbo Pascalu lze dosßhnout stejnΘho v²sledku jako v Jav∞ tφm, ╛e je metoda (zobraz()) deklarovßna jako virtußlnφ. Pak se jejφ volßnφ provßdφ nep°φmo p°es tzv. tabulku virtußlnφch metod. Z pohledu C++ jsou tedy v╣echny nestatickΘ metody v Jav∞ virtußlnφ.

• ⁽¹⁾ SoftwarovΘ objekty existujφ pouze za b∞hu programu - podobn∞ jako b∞╛nΘ lokßlnφ prom∞nnΘ.
• ⁽²⁾ To je analogickΘ zaslßnφ dopisu, kdy komunikujφcφ takΘ nev∞dφ, kudy a jak bude dopis doruΦen.
• ⁽³⁾ Terminologie t²kajφcφ se pojm∙ t°φda, objekt a dal╣φch nenφ bohu╛el v OOP jednotnß. V Turbo Pascalu mß nap°φklad object v²znam t°φdy, kterß se v C++ a Jav∞ deklaruje jako class. Tento sbornφk se dr╛φ pojm∙ pou╛φvan²ch v Jav∞.
• ⁽⁴⁾ K≤d statick²ch metod i metod objekt∙ je samoz°ejm∞ v programu obsa╛en pouze jednou.
• ⁽⁵⁾ Z procesu d∞d∞nφ je mo╛nΘ n∞kterΘ prom∞nnΘ Φi metody vylouΦit (viz 11.3.).
• ⁽⁶⁾ To je v²znamnß vlastnost, kterß nap°φklad umo╛≥uje vytvo°it zßsobnφk, frontu, ha╣ovacφ tabulku a dal╣φ datovΘ struktury, kterΘ mohou obsahovat instance libovoln²ch t°φd - p°i zachovßnφ typovΘ kontroly!
• ⁽⁷⁾ Tzv. Φasnß vazba (early binding).
• ⁽⁸⁾ Tzv. pozdnφ vazba (late binding).

Converted by Selathco v0.9 on 25.09.1999 19:46