Objektorienterad Programmering (TDDC77)

(1)

Objektorienterad Programmering (TDDC77)

Föreläsning IX: Klasser och Objekt, Instantiering

Ahmed Rezine

IDA, Linköpings Universitet

Hösttermin 2017

(2)

Outline

Klasser och Objekt Instansiering Åtkomst Calculator Abstrakt datatyp

(3)

Förkunskaper från tidigare föreläsningar:

I STONE

I Variabler, datatyper, typkonvertering

I Logiska och matematiska uttryck

I Metoder-returvärde och parametrar

I Villkorssatser if/else

I Loopar, for, while, do-while

I Arrayer, String

(4)

Vad händer i resten av kursen:

I Klasser och objekt (classes and objects)

I Inkapsling och arv (encapsulation and inheritance)

I Åsidosättning och överlagring (overriding and overloading)

I Abstrakta klasser och gränssnitt (abstract classes and interfaces)

I Samlingar (collections), generics

I Uppräkningar (enumerations)

I Undantag (exceptions)

(5)

Outline

(6)

Objekt

I Identitet : Typ och referens

I Tillstånd: Variabler

I Tjänster: Metoder

(7)

Ett objekt

Identitet

Tillstånd Tjänster

(8)

Ett objekt

Typ och referens

Variabler Metoder

(9)

Klasser av objekt

I Varje objekt som skapas måste höra till en klass

I Klassen definierar hur objekten fungerar, det vill säga deras beteende. Lite som en mall för objekten

I En klass skapas genom att man definierar den. Varje klass i en separat fil.

I Klassens namn blir objektens typ

/* G r e e t e r . j a v a

* E n k e l K l a s s som r e p r e s e n t e r a en p e r s o n som

* h ä lsa med ett s p e c i f i k t m e d d e l a n d e

*/

c l a s s G r e e t e r {

p r i v a t e S t r i n g m e s s a g e ;

p u b l i c G r e e t e r (S t r i n g msg ){

m e s s a g e = msg ; }

p r i v a t e S t r i n g s p e a k (){

r e t u r n m e s s a g e + " !!! ";

} }

(10)

Objekt

I Ett objekt kan även kallas instans (förekomst) av en klass.

I När man skapar ett objekt som tillhör en viss klass så säger man att man instantierar klassen

I Varje objekt tar sina egna “kopior” av variablerna som definierades i klassen. Dessa bestämmer objektets tillstånd

I Ett objekt skapas med nyckelordet new

/* D r i v e r . j a v a

* D e k l a r e r a och anv ä nda sig av G r e e t e r p r o g r a m m e t

*/

c l a s s D r i v e r {

p u b l i c s t a t i c v o i d m a i n (S t r i n g[] a r g s ){

G r e e t e r p e r s o n = n e w G r e e t e r (" hej ");

G r e e t e r g l a d = n e w G r e e t e r (" h e j h e j ");

S y s t e m . out . p r i n t l n (" p e r s o n G r e e t e r s a y s : "

+ p e r s o n . m e s s a g e );

S y s t e m . out . p r i n t l n (" g l a d G r e e t e r s a y s : "

+ g l a d . s p e a k ( ) ) ; }

}

(11)

Pac-man

(12)

Exampel

i m p o r t j a v a . u t i l . S c a n n e r ;

c l a s s G a m e {

s t a t i c S c a n n e r s c a n = n e w S c a n n e r ( S y s t e m . in );

s t a t i c G h o s t g r e e n G h o s t = n e w G h o s t (" g r e e n ", 1 , 4);

s t a t i c G h o s t b l u e G h o s t = n e w G h o s t (" b l u e ", 0 , 3);

p u b l i c s t a t i c v o i d m a i n (S t r i n g[] a r g s ) { S t r i n g c o m m a n d ;

do{

// ask the g h o s t s to u p d a t e t h e r e c o o r d i n a t e s g r e e n G h o s t . u p d a t e ();

b l u e G h o s t . u p d a t e ();

// p r i n t the new c o o r d i n a t e s

S y s t e m . out . p r i n t l n ( g r e e n G h o s t . p r i n t ( ) ) ; S y s t e m . out . p r i n t l n ( b l u e G h o s t . p r i n t ( ) ) ; // c h e c k if the u s e r w a n t s to q u i t

S y s t e m . out . p r i n t (" \ n W r i t e \" c \" if you w a n t to c o n t i n u e : ");

c o m m a n d = s c a n . n e x t ();

}w h i l e( c o m m a n d . e q u a l s I g n o r e C a s e (" c "));

} }

(13)

Exampel

c l a s s G h o s t {

S t r i n g n a m e ; i n t col =0 , row =0;

p u b l i c G h o s t (S t r i n g name , i n t _col , i n t _ r o w ){

t h i s. n a m e = n a m e ; col = _ c o l ; row = _ r o w ; }

p u b l i c v o i d u p d a t e (){

col = (t h i s. col = = 9 ? col -1: col + 1 ) ; row = ( row = = 9 ? row -1: row + 1 ) ; }

p u b l i c S t r i n g p r i n t (){

r e t u r n n a m e + " : ( " + row + " , " + col + " ) ";

} }

(14)

Static

I Tidigare har vi skrivit static lite överallt

I Från och med nu så kommer vi att använda oss mycket mindre av static

I Till exempel när vi skriver main-metoden

(15)

Två sorter variabler:

I För att förstå vad nyckelordet static innebär behöver man veta att det i själva verket finns ytterligare ett sätt att indela variabler i två kategorier som anknyter till objekt och klasser

I De två nya kategorierna kallas instans och klassvariabler

I Tidigare gjorde vi uppdelningen primitiva typer och referenstyper. Detta har ingenting med instans och klassvariabler att göra

(16)

Instansvariabler

I En instansvariabel är individuell för varje instans av en klass

I Det är denna sorts variabler ni i fortsättningen ska använda i nästan alla fall

I Deklareras utan nyckelorder static

c l a s s T e s t 1 { i n t a = 0;

v o i d use (){

S y s t e m . out . p r i n t l i n e ( a );

} }

(17)

Klassvariabler

I En klassvariabel är gemensam för alla instanser av en klass.

I Denna sorts variabler ska ni undvika

I Deklareras med nyckelorder static

c l a s s T e s t s 2 {

s t a t i c i n t a = 0;

v o i d use (){

S y s t e m . out . p r i n t l i n e ( T e s t 2 . a );

} }

(18)

Funktioner då?

I Principen är densamma för funktioner

I Funktioner deklarerade utan static hör samman med (och opererar på) enskilda instanser, anropas med

objekt.funktionsNamn()

I Funktioner deklarerade med static hör samman med (och opererar på) klassen, anropas med

KlassNamn.funktionsNamn()

I Detta innebär i förlängningen att funktioner deklarerade med static inte kan komma åt variabler deklarerade utan static eftersom det inte är specificerat vilken instans instansvariabel som avses

(19)

Exempel?

I Kan du hitta på några egna exempel på klassmetoder och instansmetoder du använt?

I Klassmetoder Math.max(), Math.round(), alla era lincalcmetoder

I Instansmetoder strängen.charAt(), objektet.equals(), ...

(20)

Outline

(21)

Att instansiera en klass

I Man instansierar (skapar ett objekt av) en klass genom att anropa en konstruktor

I Detta sker genom att använda nyckelordet new följt av klassnamn och parameterlista

I Det kan finnas flera konstruktorer med olika parameterlistor

I Exakt en instans skapas för varje gång man kör konstruktorn

G r e e t e r c o m p i s = n e w G r e e t e r (" t j a b a ");

(22)

Objekt

G r e e t e r c o m p i s = n e w G r e e t e r (" t j a b a ");

Greeter

hejhej speak()

Greeter

tjaba speak()

glad compis

(23)

Konstruktorer

I En konstruktor saknar returtyp och heter samma som klassen

I Om ingen konstruktor skrivs så skapas automatiskt en så kallad standardkonstruktor som inte tar några argument

I Om man skapar en egen konstruktor så skapas inte standardkonstruktorn automatiskt

I Man kan ha godtyckligt många konstruktorer så länge de har olika parameterlistor

I Detta gäller generellt för alla funktioner och kallas överlagring (tas upp senare)

(24)

Referenser

I Objekt är referenstyper,det betyder att när man skapar ett objekt egentligen man får en referens tillbaka

I Gör man sedan en tilldelning eller jämförelse så är det referensen som jämförs

G r e e t e r j o h n = n e w G r e e t e r (" God morgon , jag h e t e r J o h n S m i t h ! ");

G r e e t e r j o h n s m o r = j o h n ; G r e e t e r j o h n s f a r = j o h n s m o r ;

(25)

Flera referenser - samma objekt

Greeter

“... jag heter John ...” speak()

john

johnsmor johnsfar

(26)

Outline

(27)

Åtkomst

I I Java finns fyra åtkomstnivåer för variabler och funktioner

I public : alltid synlig

I protected: tas upp senare

I default (package): tas upp senare

I private: endast synlig inom klassen

I i den här kursen håller vi oss till public och private

(28)

Åtkomst grundregel

I Deklarerar alla variabler som private

I Deklarerar alla funktioner som public

I Detta bettyder att om man vill kunna läsa/skriva en variabel från en annan klass så måste man göra funktioner som utför det. Detta kallas för getters och setters och eclipse kan generera den automatiskt

I Det finns undantag, men dessa kommer ni att lära er att känna igen så småningom

I Konstruktorer bör vara deklarerade som public

(29)

Outline

(30)

Calculator

p u b l i c c l a s s C a l c u l a t o r {

p r i v a t e d o u b l e memory , r e s u l t ;

p u b l i c d o u b l e add (d o u b l e a ){

r e s u l t = a + m e m o r y ; r e t u r n r e s u l t ; }

p u b l i c v o i d s t o r e (){

m e m o r y = r e s u l t ; }

p u b l i c d o u b l e g e t M e m o r y (){

r e t u r n m e m o r y ; }

}

(31)

Ett objekt

Identitet

Tillstånd Tjänster

(32)

Ett objekt

Calculator

memory, result add(), store()

(33)

Använda kalkylatorn

C a l c u l a t o r c a l c = n e w C a l c u l a t o r ();

c a l c . add (2.3 , 5);

(34)

Flera konstruktörer till Calculator

p u b l i c c l a s s C a l c u l a t o r {

p r i v a t e d o u b l e memory , r e s u l t ; p u b l i c C a l c u l a t o r () {

r e s u l t = 0;

m e m o r y = 0;

}

p u b l i c C a l c u l a t o r (d o u b l e l o a d e d M e m ){

r e s u l t = 0;

m e m o r y = l o a d e d M e m ; }

...

(35)

Outline

(36)

Abstrakt datatyp

I Ibland vill man behandla data på ett sätt som inte riktigt stämmer med de primitiva datatyperna.

I Man måste då “kombinera ihop” en ny datatyp som är anpassad för det man faktiskt vill göra med den

I Ett exempel på detta är stacken som ni implementerade till lincalc

I En abstrakt datatyp är ofta en kombination av variabler (tillstånd) och funktioner (tjänster) ...

I ... det låter som att abstrakta datatyper och klasser har en del gemensamt

(37)

Öva - gör om stacken som en klass

I Skapa en klass StringStack som kan lagra 100 strängar

I Strängarna ska lagras i en Array som det inte ska gå att ändra i så att stacken hamnar i ett otillåtet tillstånd

I Ska klara operationerna push, pop och isEmpty

(38)

StringStack

p u b l i c c l a s s S t r i n g S t a c k {

p r i v a t e s t a t i c i n t MAX = 1 0 0 ;

p r i v a t e S t r i n g[] d a t a = n e w S t r i n g[ MAX ];

p r i v a t e i n t pos = 0;

p u b l i c b o o l e a n i s E m p t y (){

r e t u r n pos == 0;

}

p u b l i c v o i d p u s h (S t r i n g s ){

d a t a [ pos ++] = s ; }

p u b l i c S t r i n g pop (){

r e t u r n d a t a [ - - pos ];

} }