Seminář 3

Obsah semináře

• OOP v Javě II:
  • polymorfismus
  • rozhraní

OOP podruhé

Dnes nás čeká:

1. Principy:
   

• polymorfismus,
• zapouzdření.

2. Prvky jazyka:
   

• modifikátory přístupu private, protected a public,
• rozhraní (interface),
• klíčová slova implements a instanceof

Narazíme i na:

• Klíčové slovo default. Implementace funkcionality v rozhraní.

Polymorfismus

• Na objekt lze nahlížet z více úhlů pohledu - může být instancí více různých tříd a rozhraní (s omezeními, vizte dále). Např. jeden člověk může být úředník, manžel i skaut - a dle aktuální situace tedy mít různé vlastnosti a možnosti.
• Více tříd může mít stejné metody. Např. metodu toString() mají všechny objekty (všechny instance všech tříd).
• Metoda jednoho názvu může mít více verzí s různými seznamy argumentů (už jste viděli).

Zapouzdření

• Vnitřní a vnější rozhraní objektu
• Viditelnost dané entity ovlivněna modifikátory přístupu:
  • private - k této entitě má přístup jen objekt samotný
  • protected - k této entitě má přístup cokoliv v rámci stejného balíčku a případní potomci mimo balíček
  • public - k této entitě má přístup kdokoliv (veřejná API balíčku)
  • default - k této entitě má přístup cokoliv v rámci stejného balíčku. Výchozí modifikátor, nepíše se.
  • Veřejnou API mohou dále (výrazně) ovlivnit tzv. moduly. To je ale mimo rozsah tohoto semináře.
  • Pozor je to jinak než v C#.
• Speciální metody pro kontrolovaný přístup k atributům:
  • čtení - getter
  • zápis - setter
  • může jich být více (polymorfismus) anebo taky nemusí být žádný
  • v Javě typické pojmenování getXXX a setXXX (není vynucováno IDE, ale má to své důvody)
• (ukázka): Máme třídu BetterCar (vizte ukázku níže), podobnou té z minula. Upravíme ji tak, aby:
  • Rychlost šla nastavovat jen v rozsahu min-max rychlosti auta.
  • Změna posádky byla možná, jen když auto stojí.
  • SPZ nešla po vytvoření změnit vůbec.
  • Všimněte si, že v kódu třídy BetterCar můžu stále dělat, co chci - je má zodpovědnost, aby to dávalo smysl. Ale uživatel této třídy už může používat jen mnou nadefinované veřejné rozhraní, a tedy nemůže například vysadit posádku ve 100 Km/h.

Rozhraní (interface)

• Konstrukt jazyka. Pozor, souběh pojmů - něco jiného než vnitřní a vnější rozhraní objektu.
• Umožňuje vynutit, aby nějaké třídy implementovaly nějaké metody (kontrakt). Typicky nějaká abstraktní vlastnost, kterou mohou mít různé spolu vůbec nesouvisející třídy.
• Příklady rozhraní (v dokumentaci mimo jiné vidíte, které třídy standardní knihovny dané rozhraní implementují):
  • Comparable zajišťuje, že třída implementuje vše potřebné k porovnávání jejich instancí.
  • Closeable zajišťuje, že třída má metodu close(), která uvolňuje nějaké držené zdroje.
  • AutoCloseable zajišťuje, že vytvářeny a rušeny v tzv. try-with-resources bloku (uvidíme později). Zjednodušeně jde o automatické uzavírání již nepotřebných zdrojů (soubory, sockety, …).
• Obvykle autor rozhraní není schopen říct, jak to jednotlivé konkrétní třídy budou dělat. Konkrétní implementace těchto metod může být úplně odlišná pro různé třídy.
• Rozhraní v Javě nemůže obsahovat žádné atributy kromě konstant. Veřejné třídní (static) metody mohou mít implementaci, veřejné instanční metody také, ale musí být označeny klíčovým slovem default. Soukromé metody mohou mít implementaci.
• Každá třída může implementovat více rozhraní. Klíčové slovo implements.
• Instance rozhraní je každá instance každé třídy, která toto rozhraní implementuje.
  
• Jak zjistit, jestli daný objekt implementuje dané rozhraní? Klíčové slovo instanceof. (ukázka):

Dále (bude jasnější příště):

• Rozhraní může dědit z jiného rozhraní (i více) pomocí extends. (Dědičnost příště.)
• Rozhraní nemůže být final, ale podobně jako sealed třídy existují od Java 17 i sealed rozhraní.

Zdroje

• Ukázka ze semináře
• Dodatečná ukázka k rozhraním

Úkoly

1. Implementujte rozhraní Countable s jedinou metodou int count() a rozhraní Measurable s jedinou metodou double length()
2. Implementujte třídy pro následující data:
   • letopočet - den, měsíc, rok (úprava: nemusíte řešit platnost data)
   • konečná množina přirozených čísel - alespoň s možností přidávat a odebírat prvky (pozor na duplicity)
   • interval reálných čísel
   • úsečka v rovině
   • seznam přirozených čísel - alespoň s možností přidávat a odebírat prvky
3. U každé třídy z bodu 2 popřemýšlejte, které z rozhraní z bodu 1 by mohla implementovat. Kde to dává smysl, rozhraní implementujte.
4. Navrhněte a implementujte rozhraní pro obecnou kolekci čísel typu int. Tj. vymyslete, jaké vlastnosti a možnosti by měla mít každá kolekce “celých čísel” (např. množina, seznam, pole, strom, …).
5. Navrhněte a implementujte třídu pro spojový seznam, která bude implementovat rozhraní z předchozího bodu.
6. Výsledek odevzdejte emailem s předmětem jj1-03 na tomas.urbanec@upol.cz do 10.10.2023, 14:59 CEST. Odevzdávejte pouze zdrojové kódy, nikoliv celé projekty vygenerované IDE.