תוכנה 1 בשפת Java תרגול מספר 9: הורשה רובי בוים ומתי שמרת בית הספר למדעי המחשב אוניברסיטת תל אביב

Size: px

Start display at page:

Download "תוכנה 1 בשפת Java תרגול מספר 9: הורשה רובי בוים ומתי שמרת בית הספר למדעי המחשב אוניברסיטת תל אביב"

Denis Atkinson
6 years ago
Views:

1 תרגול מספר 9: הורשה רובי בוים ומתי שמרת בית הספר למדעי המחשב

2 ירושה ממחלקות קיימות ראינו בהרצאה שתי דרכים לשימוש חוזר בקוד של מחלקה קיימת: הכלה + האצלה ירושה המחלקה היורשת יכולה להוסיף פונקציונליות שלא היתה קיימת במחלקת הבסיס, או לשנות פונקציונליות שקיבלה בירושה בדוגמא הבאה אנו יורשים מהמחלקה Turtle שראינו בתחילת הסמסטר, ומוסיפים לה פונקציונליות חדשה: drawsquare 2

3 צב חכם /** * A logo turtle that knows how to draw square */ public class SmartTurtle extends Turtle { public void drawsquare(int edge) { for (int i = 0; i < 4; i++) { moveforward(edge); turnleft(90); ירושה ממחלקה קיימת הוספת שרות חדש שימוש בשירותים ממחלקת האם 3

4 דריסת שרותים המחלקה היורשת בדרך כלל מבטאת תת משפחה של העצמים ממחלקת הבסיס המחלקה היורשת יכולה לדרוס שירותים שהתקבלו בירושה כדי להשתמש בשרות המקורי )למשל ע"י השרות הדורס בעצמו( ניתן לפנות לשרות בתחביר: super.methodname) ( בדוגמא הבאה אנו מגדירים צב שיכור היורש מהמחלקה moveforward ודורס את השרות Turtle 4

5 צב שיכור /** * A drunk turtle is a turtle that "staggers" as it moves forward */ public class DrunkTurtle extends Turtle { /** * Zigzag forward a specified number of units. At each step * the turtle may make a turn of up to 30 degrees. units - number of stes to take public void moveforward(double units) { for (int i = 0; i < units; i++) { if (Math.random() < 0.1) { turnleft((int) (Math.random() * 60-30)); super.moveforward(1); דריסה של שירות קיים 5

6 נראות והורשה שדות ושירותים פרטיים )private( של מחלקת הבסיס אינם נגישים למחלקה היורשת כדי לאפשר גישה למחלקות יורשות יש להגדיר להם נראות protected שימוש בירושה יעשה בזהירות מרבית, גישה למימוש בפרט הרשאות נשתמש ב protected רק כאשר אנחנו מתכננים היררכיות ירושה שלמות ושולטים במחלקה היורשת 6

7 צד הלקוח בהרצאה ראינו את המנשק,IPoint והצגנו 3 מימושים שונים עבורו ראינו כי לקוחות התלויים במנשק IPoint בלבד, ולא מכירים את המחלקות המממשות אדישים לשינויים עתידים בקוד הספק שימוש במנשקים חוסך שכפול קוד לקוח, בכך שאותו קטע קוד עובד בצורה נכונה עם מגוון ספקים )פולימורפיזם( <<interface>> IPoint << class >> Rectangle <<class>> CartesianPoint <<class>> PolarPoint <<class>> SmartPoint 7

8 צד הספק לעומת זאת, מנגנון ההורשה חוסך שכפול קוד בצד הספק ע"י הורשה מקבלת מחלקה את קטע הקוד בירושה במקום לחזור עליו. שני הספקים חולקים אותו הקוד? <<interface>> IPoint <<abstract>> AbstPoint ננסה לזהות את שכפול הקוד בין 3 מממשי המנשק IPoint ולרכז קטעים אלה במחלקת בסיס שתהיה משותפת לשלושת המימושים <<class>> CartesianPoint <<class>> PolarPoint <<class>> SmartPoint 8

9 מחלקות מופשטות מחלקה מופשטת מוגדרת ע"י המלה השמורה abstract לא ניתן ליצור מופע של מחלקה מופשטת )בדומה למנשק( יכולה לממש מנשק אך לא לממש את כל השירותים המוגדרים בו זהו מנגנון מועיל להימנע משכפול קוד במחלקות יורשות 9

10 מחלקות מופשטות - דוגמא public abstract class A { public void f() { System.out.println) A.f!! (; מחלקה פשוטה: abstract public void g(); X A a = new A(); public class B extends A { public void g() { System.out.println) B.g!! (; A a = new B(); 10

11 CartesianPoint PolarPoint private double x; private double y; public CartesianPoint(double x, double y) { this.x = x; this.y = y; public double x() { return x; public double y() { return y; public double rho() { return Math.sqrt(x*x + y*y); public double theta() { return Math.atan2(y,x); private double r; private double theta; public PolarPoint(double r, double theta) { this.r = r; this.theta = theta; public double x() { return r * Math.cos(theta); public double y() { return r * Math.sin(theta); public double rho() { return r; public double theta() { return theta; קשה לראות דמיון בין מימושי המתודות במקרה זה. כל 4 המתודות בסיסיות ויש להן קשר הדוק לייצוג שנבחר לשדות 11

12 CartesianPoint PolarPoint public void rotate(double angle) { double currenttheta = Math.atan2(y,x); double currentrho = rho(); public void rotate(double angle) { theta += angle; x = currentrho * Math.cos(currentTheta+angle); y = currentrho * Math.sin(currentTheta+angle); public void translate(double dx, double dy) { x += dx; y += dy; public void translate(double dx, double dy) { double newx = x() + dx; double newy = y() + dy; r = Math.sqrt(newX*newX + newy*newy); theta = Math.atan2(newY, newx); גם כאן קשה לראות דמיון בין מימושי המתודות, למימושים קשר הדוק לייצוג שנבחר לשדות 12

13 CartesianPoint PolarPoint public double distance(ipoint other) { return Math.sqrt((x-other.x()) * (x-other.x()) + (y-other.y())*(y-other.y())); public double distance(ipoint other) { double deltax = x()-other.x(); double deltay = y()-other.y(); return Math.sqrt(deltaX*deltaX + deltay*deltay); הקוד דומה אבל לא זהה, נראה מה ניתן לעשות... ננסה לשכתב את deltay ו- deltax ע"י הוספת משתני העזר CartesianPoint 13

14 CartesianPoint PolarPoint public double distance(ipoint other) { double deltax = x-other.x(); double deltay = y-other.y(); public double distance(ipoint other) { double deltax = x()-other.x(); double deltay = y()-other.y(); return Math.sqrt((x-other.x()) * (x-other.x()) + (y-other.y())*(y-other.y())); return Math.sqrt(deltaX*deltaX + deltay*deltay); 14

15 CartesianPoint PolarPoint public double distance(ipoint other) { double deltax = x-other.x(); double deltay = y-other.y(); public double distance(ipoint other) { double deltax = x()-other.x(); double deltay = y()-other.y(); return Math.sqrt(deltaX * deltax + (deltay * deltay ); return Math.sqrt(deltaX*deltaX + deltay*deltay); נשאר הבדל אחד נחליף את x להיות ()x במאזן ביצועים לעומת כלליות נעדיף תמיד את הכלליות 15

16 CartesianPoint PolarPoint public double distance(ipoint other) { double deltax = x()-other.x(); double deltay = y()-other.y(); public double distance(ipoint other) { double deltax = x()-other.x(); double deltay = y()-other.y(); return Math.sqrt(deltaX * deltax + (deltay * deltay ); return Math.sqrt(deltaX*deltaX + deltay*deltay); שתי המתודות זהות לחלוטין. ניתן להעביר את המתודה למחלקה AbstPoint ולמחוק אותה מהמחלקות CartesianPoint ו- PolarPoint 16

17 CartesianPoint PolarPoint public String tostring(){ return "(x=" + x + ", y=" + y + ", r=" + rho() + ", theta=" + theta() + ")"; public String tostring() { return "(x=" + x() + ", y=" + y() + ", r=" + r + ", theta=" + theta + ")"; תהליך דומה ניתן גם לבצע עבור tostring 17

18 Method Overloading & Overriding public class A { public float foo(float a, float b) throws IOException{ public class B extends A { Which of the following methods can be defined in B: 1. float foo(float a, float b){ 2. public int foo(int a, int b) throws Exception{ 3. public float foo(float a, float b) throws Exception{ 4. public float foo(float p, float q) { 18

19 Method Overriding public class A { public void print() { System.out.println("A"); public class C { public static void main(...) { B b = new B(); A a = b; b.print(); public class B extends A { public void print(){ System.out.println("B"); a.print(); What is the output? The output is: B B 19

20 אתחולים ובנאים יצירת מופע חדש של עצם כוללת: הקצאת זכרון, אתחול, הפעלת בנאים והשמה לשדות במסגרת ריצת הבנאי נקראים גם הבנאי/ים של מחלקת הבסיס תהליך זה מבלבל כי לשדה מסוים ניתן לבצע השמות גם ע"י אתחול, וגם ע"י מספר בנאים )אחרון קובע( בשקפים הבאים נתאר במדויק את התהליך נעזר בדוגמא

21 מה הסדר ביצירת מופע של מחלקה? שלב ראשון: הקצאת זיכרון לשדות העצם והצבת ערכי ברירת מחדל.1 שלב שני: נקרא הבנאי )לפי חתימת )new והאלגוריתם הבא מופעל: 1. Bind constructor parameters. 2. If explicit this(), call recursively, and then skip to Step Call recursively the implicit or explicit super(...) [except for Object because Object has no parent class] 4. Execute the explicit instance variable initializers. 5. Execute the body of the current constructor..2

22 דוגמא public class Object { public class Employee extends { Object { private String name; private double salary = ; private Date birthdate; public Object() { // public Employee(String n, Date DoB) { // implicit super(); name = n; birthdate = DoB; public class Manager extends Employee { private String department; public Employee(String n) { this(n, null); public Manager(String n, String d) { super(n); department = d;

23 הרצת הדוגמא מה קורה כאשר ה JVM מריץ את השורה Manager m = new Manager) Joe Smith, Sales (; שלב ראשון: הקצאת זיכרון לשדות העצם והצבת ערכי ברירת מחדל (String)Name (double)salary (Date)Birth Date (String)Department

24 תמונת הזכרון Basic initialization Allocate memory for the complete Manager object Initialize all instance variables to their default values Call constructor: Manager("Joe Smith", "Sales") Bind constructor parameters: n="joe Smith", d="sales" No explicit this() call Call super(n) for Employee(String) Bind constructor parameters: n="joe Smith" Call this(n, null) for Employee(String, Date) Bind constructor parameters: 1. Bind parameters. 2. If explicit this(), goto super(), 4. explicit var. init. 5. Execute body n="joe Smith", DoB=null No explicit this() call Call super() for Object() No binding necessary No this() call No super() call (Object is the root) No explicit variable initialization for Object No method body to call Initialize explicit Employee variables: salary= ; Execute body: name="joe Smith"; date=null; Steps skipped Execute body: No body in Employee(String) No explicit initializers for Manager Execute body: department="sales" public class Employee extends Object { private String name; private double salary = ; private Date birthdate; (String) Name (double) Salary (Date) Birth Date (String) Department Joe null Smith null Sales null public Employee(String n, Date DoB) { // implicit super(); name = n; birthdate = DoB; public Employee(String n) { this(n, null); public class Manager extends Employee { private String department; public Manager(String n, String d) { super(n); department = d;

בית הספר למדעי המחשב אוניברסיטת תל אביב תוכנה 1 תרגול מספר 9: הורשה מחלקות אבסטרקטיות חריגים

בית הספר למדעי המחשב אוניברסיטת תל אביב תוכנה 1 תרגול מספר 9: הורשה מחלקות אבסטרקטיות חריגים 2 ירושה ממחלקות קיימות ראינו בהרצאה שתי דרכים לשימוש חוזר בקוד של מחלקה קיימת: הכלה + האצלה הכלה )aggregation(