Objektno orijentirano programiranje

Transcription

1 Objektno orijentirano programiranje 5. Apstraktne klase i sučelja Zaštićeno licencom

2 Creative Commons slobodno smijete: dijeliti umnožavati, distribuirati i javnosti priopćavati djelo remiksirati prerađivati djelo pod sljedećim uvjetima: imenovanje. Morate priznati i označiti autorstvo djela na način kako je specificirao autor ili davatelj licence (ali ne način koji bi sugerirao da Vi ili Vaše korištenje njegova djela imate njegovu izravnu podršku). nekomercijalno. Ovo djelo ne smijete koristiti u komercijalne svrhe. dijeli pod istim uvjetima. Ako ovo djelo izmijenite, preoblikujete ili stvarate koristeći ga, preradu možete distribuirati samo pod licencom koja je ista ili slična ovoj. U slučaju daljnjeg korištenja ili distribuiranja morate drugima jasno dati do znanja licencne uvjete ovog djela. Najbolji način da to učinite je linkom na ovu internetsku stranicu. Od svakog od gornjih uvjeta moguće je odstupiti, ako dobijete dopuštenje nositelja autorskog prava. Ništa u ovoj licenci ne narušava ili ograničava autorova moralna prava. Tekst licencije preuzet je s Objektno orijentirano programiranje, FER 2

3 Podsjetnik na primjer iz prethodnih predavanja Modelirane su: klase Item 3 klase izvedene iz klase Item: Food, Cloth i Beverage Objektno orijentirano programiranje, FER 3

4 Podsjetnik na primjer iz prethodnih predavanja sljedeći programski odsječak Item item = new Item("1256", "Rambo keks",5); System.out.format("%s, price: %.2f, type: s%n", item, item.getprice(1), item.getitemtype()); bi ispisao : 1256 Rambo keks, price: 6.25, type: Dopustili smo stvaranje prehrambenog artikla kao općenitog artikla, pa je krivo izračunat PDV i nije ispisan tip artikla. Na razini artikla ne možemo unaprijed odrediti kategoriju, pa metoda vraća prazni string. Što da je u pitanju metoda za površinu geometrijskog lika? vratiti 0, -1, neki magični broj, ispisati prigodnu poruku, generirati iznimku, srušiti program? Objektno orijentirano programiranje, FER 4

5 Rješenje problema stvaranja općenitog artikla proglasimo klasu apstraktnom označimo klasu Item s abstract public abstract class Item {... primjerak apstraktne klase ne može se direktno stvoriti (operatorom new) ne može se s new Item( ) kreirati primjerak apstraktne klase ispravno, jer ne smije/ne može nastati artikl nepoznate vrste, već samo konkretni (hrana, piće, odjeća, ) Zašto bismo imali apstraktnu klasu? Zato što možemo imati zajednički nazivnik za konkretne artikle. npr. polje artikala ili metodu koja prima artikl apstraktna klasa može imati metode koje su zajedničke za više artikala ili čak za sve vrste artikala. Objektno orijentirano programiranje, FER 5

6 Problem metode koju ne znamo implementirati Svaka naslijeđena klasa ima svoju verziju metode getitemtype. U klasi Item ne pišemo kôd metode, a metodu označimo modifikatorom abstract. public abstract String getitemtype(); Objektno orijentirano programiranje, FER 6

7 Pozivanje apstraktne metode Što se događa kad pozovemo apstraktnu metodu? polimorfizam => metoda je virtualna, poziva se konkretna implementacija Smijemo li zvati apstraktnu metodu klase u nekoj drugoj metodi te iste apstraktne klase? Da, osim u konstruktoru! U tom slučaju ponašanje nije definirano, jer izvedeni objekt još nije inicijaliziran i ponašenje i ovisi od jezika do jezika. Pozivamo metodu koje zasad nema, već će biti u izvedenim klasama public abstract class Item {... public abstract String getitemtype(); public String tostring() { Datoteka Item.java return String.format("%s - %s (%s)", getsku(), getname(), getitemtype()); Objektno orijentirano programiranje, FER 7

8 Apstraktne metode i apstraktne klase Klasa koja ima bar jednu apstraktnu metodu mora biti apstraktna. Klasu možemo proglasiti apstraktnom čak i ako nema nijednu apstraktnu metodu. Klasa koja naslijedi apstraktnu klasu može biti apstraktna, a mora biti apstraktna ako nije implementirala sve apstraktne metode. Apstraktne metode nemaju kôd Iza naziva metode stavljamo ; umjesto koda u vitičastim zagradama. public abstract String getitemtype(); Apstraktne klase mogu imati konstruktore, ali se ne može direktno stvoriti primjerak s new NazivApstraktneKlase(). - Konstruktor biva pozvan prilikom stvaranja objekta koji ga nasljeđuje. Objektno orijentirano programiranje, FER 8

9 Daljnja specijalizacija klase Beverage (1) Definiramo klasu Milk za mlijeko. Mlijeko je piće koje je dodatno prošireno vrstom mlijeka i postotkom mliječne masti. Vrste mlijeka izvedene pomoću enumeracije package hr.fer.oop.inheritance_polymorphism; public enum MilkType { } COW, SHEEP, GOAT, DONKEY opaska: enumeracije su klase izvedene iz java.lang.enum Klasa Milk označena s final da se spriječi nasljeđivanje. želimo zabraniti da netko napravi daljnje specijalizacije mlijeka. package hr.fer.oop.inheritance_polymorphism; public final class Milk extends Beverage { private MilkType type;... Datoteka MilkType.java Objektno orijentirano programiranje, FER 9

10 Daljnja specijalizacija klase Beverage (2) Neka pića imaju rok trajanja (npr. mlijeko) kao kod hrane, ali nemaju sva (npr. alkoholna pića). Ideja koja se na prvu pojavljuje: Može li se između artikla (klasa Item) i hrane (klasa Food) dodati još jedna klasa u hijerarhiji koja bi predstavljala kvarljive artikle? Da. Može li mlijeko (klasa Milk) naslijediti piće (klasa Beverage) i novu klasu za kvarljivu robu? Odgovor ovisi o jeziku! Java i C# ne dopuštaju višestruko nasljeđivanje, C++ dopušta. Objektno orijentirano programiranje, FER 10

11 Višestruko nasljeđivanje Scott Meyers, Effective C++ Depending on who's doing the talking, multiple inheritance (MI) is either the product of divine inspiration or the manifest work of the devil. Trebamo li zaista višestruko nasljeđivanje? Nasljeđivanje koristiti kad je to stvarno potrebno. Na prvi pogled izgleda kao da je potrebno, međutim, promotrimo što bi bila ekskluzivna svojstva (varijable) i postupci (metode) te klase - podatak o isteku roka trajanja i metoda koja bi vraćala/postavljala taj podatak - nema zajedničkog koda (kao što bi bio npr. izračun cijene) Izvana je bitna i dostupna samo metoda koja vraća datum isteka. - Kvarljiva roba je određena postojanjem ili nepostojanjem metoda getbestbefore i setbestbefore. Objektno orijentirano programiranje, FER 11

12 Sučelja Specifikacija metoda koje klasa mora imati naziva se sučelje i ne modelira kao klasa (class), već kao sučelje (interface) Klase se nasljeđuju, sučelja se implementiraju. Sučelje može naslijediti neko drugo sučelje. U C#-u sva sučelja počinju slovom I (nije obveza, već praksa). Kod Jave je praksa šarolika, većinom nije prefiksirano. - U narednim primjerima ćemo stavljati prefiks I kako bi naglasili da se radi o sučelju iako to nije nužno. Klase u Javi mogu naslijediti samo jednu klasu, ali mogu implementirati više sučelja. Ista praksa i u C#-u. C++ nema sučelja. Na ovaj način uvedemo sučelje IPerishable koje mogu i neke druge klase implementirati. Objektno orijentirano programiranje, FER 12

13 Sučelje IPerishable Ovim sučeljem ćemo definirati da sve klase koje implementiraju ovo sučelje moraju imati metode za dohvat i postavljanje roka trajanja. package hr.fer.oop.inheritance_polymorphism; import java.time.localdate; public interface IPerishable { } public LocalDate getbestbefore(); public void setbestbefore(localdate bestbefore); Klase Food i Milk označimo da implementiraju sučelje IPerishable i napišemo potrebne metode. Za Food su one već tamo bile, za Milk ih treba napisati. Iznad implementiranih metoda staviti public class Food extends Item implements IPerishable public LocalDate getbestbefore()... Objektno orijentirano programiranje, FER 13

14 Dijagram klasa nakon uvođenja sučelja IPerishable Objektno orijentirano programiranje, FER 14

15 Operator instanceof Primjer: ispis samo kvarljive robe iz polja artikala Za provjeru da li je nešto kvarljiva roba (tj. da li implementira IPerishable) koristimo operator instanceof. vraća istinu ako se nešto može pretvoriti u navedeni tip. package hr.fer.oop.inheritance_polymorphism;... public class ShowPerishableItems { private static void printperishableitems(item[] items) { DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("dd.MM.yyyy."); for(item item:items){ if (item instanceof IPerishable){ IPerishable perishable = (IPerishable) item; System.out.format("%s, type: %s, use before: %s %n", item, item.getitemtype(), perishable.getbestbefore().format(formatter)); }... Objektno orijentirano programiranje, FER 15

16 Još malo o sučeljima Što kad dva sučelja definiraju metodu istog imena? Ako dva ili više sučelja imaju isti naziv i argumente metode, a klasa implementira oba sučelja, izrađuje se jedna (zajednička) implementacija tih dviju metoda. Što ako se radi o metodama koje trebaju imati različito ponašanje za pojedino sučelje? U Javi nije izvedivo! (U C#-u da). Ako klasa nasljeđuje klasu koja već implementira neko sučelje, onda je automatski to sučelje implementirano i u potklasama. Npr. potklasa klase Food imat će implementirano sučelje IPerishable i to ne treba eksplicitno navoditi. Sučelje može imati članske varijable. Efekt kao da smo u klasu koja implementira sučelje dodali konstantne varijable. Sučelja može naslijediti drugo sučelje. Od Jave 8, sučelje može imati statičku metodu koja ima svoj kod i poziva se nad njim, a ne nad klasom koja ga implementira Objektno orijentirano programiranje, FER 16

17 Podrazumijevana implementacija u sučeljima Novost u Javi od verzije 8 je mogućnost pisanja podrazumijevane metode (engl. default method) za sučelje. Motivacija je bila omogućiti dodavanja novih metoda u sučelja bez da se moraju mijenjati postojeće implementacije. Primjer: Zamislimo da u budućnosti odlučimo proširiti sučelje za kvarljivu robu dodavanjem opisa čuvanja artikla. public interface IPerishable { } default public String getinstructions(){ } return "Keep in dry and cool place"; public LocalDate getbestbefore(); public void setbestbefore(localdate bestbefore); Objektno orijentirano programiranje, FER 17

18 Semantika sučelja Semantika sučelja je navedena u njegovom JavaDoc-u JavaDoc sučelja opisuje ponašanje metoda tj. navodi što bi koja njegova metoda trebala raditi Prilikom prevođenja, prevoditelj ne provjerava poštuje li stvarna implementacija metode semantiku koja je navedena u JavaDoc-u sučelja Može se javiti problem dijamanta kao kod višestrukog nasljeđivanja Klasa implementira dva sučelja koja imaju različitu semantiku jedne metode istog potpisa (naziv, povratna vrijednost, parametri) Nemoguće je da ta metoda zadovolji obje semantike Dolazi do inkonzistentnosti implementacije jer obje semantike ne mogu biti zadovoljene JavaDoc se prenosi prilikom nadjačavanja metoda (neovisno radi li se o implementiranju sučelja ili nasljeđivanju klasa) Zbog toga ga ne treba ga pisati ponovo prilikom nadjačavanja metoda Objektno orijentirano programiranje, FER 18