Java, Klasa, konstruktory, metody, Programowanie obiektowe

Programowanie obiektowe w Javie – konstruktory, metody, pola

by Red 17 stycznia 2020

Poprzednio omówiliśmy paradygmat programowania obiektowego. Wprowadziliśmy paradygmat programowania obiektowego i pojęcia, takie jak abstrakcja, polimorfizm, hermetyzacja oraz dziedziczenie.

W drugiej części szkolenia poświęconego programowaniu obiektowemu w Javie utworzymy pierwszą własną klasę. Skorzystamy z założeń koncepcyjnych, które opisaliśmy poprzednio. Następnie wyjaśnimy czym są poszczególne linie kodu oraz co oznaczają.

Własna klasa

Zaczynając od przedstawienia założeń klasa samochód będzie zawierała dane, takie jak marka, model, pojemność silnika oraz rodzaj paliwa. Dodatkowo zadbamy o hermetyzację danych i ustawimy wszystkie pola jako prywatne dla klasy. W związku z tym ,aby uzyskać dostęp do danych będziemy potrzebowali użyć specjalne metody dostępu (tzw. gettery).

Zakładamy, że pojemność silnika będzie podawana w cm³. Do zapisania nazwy marki i modelu użyjemy typu String. Ostatni parametr to rodzaj paliwa, który ma z góry określone wartości, zatem użyjemy do tego typu wyliczeniowego enum. Poniższy listing pokazuje naszą implementację klasy Samochod.

package pl.programistaphp;
public class Samochod{
//pola
private int pojemnoscSilnika; //cm^3
private String marka;
private String model;
private Paliwo rodzajPaliwa; 
//definicja typu wyliczeniowego
enum Paliwo {
ON("Olej napędowy"),
BENZYNA("Benzyna"),
LPG("LPG + Benzyna"),
HYBRYDA("Hybryda");
private String paliwo;
Paliwo(String rodzajPaliwa){
paliwo = rodzajPaliwa;
}
public String getNazwaPaliwa() {
return paliwo;
}
}
//konstruktor
Samochod(String marka, String model, int pojemnoscSilnika, Paliwo rodzajPaliwa){
this.marka = marka;
this.model = model;
this.pojemnoscSilnika = pojemnoscSilnika;
this.rodzajPaliwa = rodzajPaliwa;
}
//metody
public String getMarka(){
return this.marka;
}
public String getModel(){
return this.model;
}
public int getPojemnoscSilnika(){
return this.pojemnoscSilnika;
}
public String getPaliwo(){
return this.rodzajPaliwa.getNazwaPaliwa();
}
}

package pl.programistaphp;

public class Samochod{

//pola

private int pojemnoscSilnika; //cm^3

private String marka;

private String model;

private Paliwo rodzajPaliwa;

//definicja typu wyliczeniowego

enum Paliwo {

ON("Olej napędowy"),

BENZYNA("Benzyna"),

LPG("LPG + Benzyna"),

HYBRYDA("Hybryda");

private String paliwo;

Paliwo(String rodzajPaliwa){

paliwo = rodzajPaliwa;

}

public String getNazwaPaliwa() {

return paliwo;

}

//konstruktor

Samochod(String marka, String model, int pojemnoscSilnika, Paliwo rodzajPaliwa){

this.marka = marka;

this.model = model;

this.pojemnoscSilnika = pojemnoscSilnika;

this.rodzajPaliwa = rodzajPaliwa;

}

//metody

public String getMarka(){

return this.marka;

}

public String getModel(){

return this.model;

}

public int getPojemnoscSilnika(){

return this.pojemnoscSilnika;

}

public String getPaliwo(){

return this.rodzajPaliwa.getNazwaPaliwa();

}

Powyższy kod zawiera definicję typu wyliczeniowego enum w celu jednoznacznego nazwania wykorzystywanego przez auto paliwa. Dzięki temu nie uzyskamy dwóch różnych nazw opisujących ten sam rodzaj np. „ropa”, „Diesel”, a to jest istotne przy wyszukiwaniu i filtrowaniu rekordów np w bazie danych. Jednakże w tej części nie będziemy opisywać jak dokładnie działa ten mechanizm.

Pola

Wszystkie atrybuty (zmienne i stałe), które znajdują się w klasie to pola. Mogą być typu prostego (np. double, float, int) lub złożonego (klasa z biblioteki standardowej String lub własny typ).

Inicjacja pól

Pola można zainicjować ustalając ich wartość bezpośrednio w przy deklaracji.

private String marka = "FSO";
private String model = "Polonez";

1 2	private String marka = "FSO"; private String model = "Polonez";

Nie jest to dobra metoda, gdyż każdy tworzony obiekt byłby Polonezem. Jednakże dobrym pomysłem może być uzupełnienie jakimiś sensownymi wartościami domyślnymi.

Podobnie możemy użyć pola inicjującego (w nawiasach klamrowych).

private String marka;
private String model;
{
marka = "";
model = "";
}

private String marka;

private String model;

{

marka = "";

model = "";

}

Najczęściej wykorzystywana jest specjalna metoda zwana konstruktorem.

Konstruktor

Element, który jest używany zawsze podczas tworzenia nowej instancji klasy przy pomocy operatora new. Konstruktor może przyjmować parametry lub być bezparametrowy i nigdy nie zwraca żadnej wartości.

Jeżeli nie zdefiniujemy żadnego, to obiekt zostanie utworzony przy pomocy konstruktora domniemanego (domyślnego). W takim przypadku wartości ustawiane są na 0, false lub null w zależności od tego czy rozważamy typ liczbowy, logiczny czy jest obiektem.

Konstruktor zawsze przyjmuje nazwę klasy (obie piszemy zawsze zaczynając od wielkiej litery). Jego głównym zadaniem jest ustawienie początkowych wartości lub wykonanie jakichś czynności. Pod tym względem konstruktor przypomina zwykłą metodę, którą kompilator uruchamia podczas tworzenia obiektu).

W przypadku, gdy napiszemy już własny konstruktor, automatycznie przestanie być używany konstruktor domyślny.

Konstruktory można przeciążać, co oznacza, że może być ich kilka w obrębie danej klasy jednak muszą różnić się liczbą lub typami argumentów. Jest to niezbędne gdyż inaczej kompilator nie potrafiłby użyć odpowiedniego z nich.

Przykład konstruktora znajduje się w listingu poniżej.

//konstruktor bezparametrowy
Samochod(){
marka = ""
}
//konstruktor z parametrem
Samochod(String m){
marka = m;
}

//konstruktor bezparametrowy

Samochod(){

marka = ""

}

//konstruktor z parametrem

Samochod(String m){

marka = m;

}

Metody

Procedury, które wykonujemy nazywamy metodami. Najczęstszymi ich nazwali są czynności, które wykonują. Metody mogą odczytywać wartości pól oraz je modyfikować. Zgodnie z zasadą hermetyzacji, to właśnie one powinny wpływać na wartości zmiennych obiektu. Dzielimy je na metody:

dostępu do wartości pól (gettery),
zmiany/modyfikacji pól (settery).

Dostęp do danych prywatnych

Ogólna postać metody dostępu (ang. getter) do danych wygląda następująco:

modyfikator dostępu typ nazwaMetody(){
return nazwaPola;
}

modyfikator dostępu typ nazwaMetody(){

return nazwaPola;

}

Modyfikatory dostępu omówimy szczegółowo w następnej części, dlatego na razie uznajmy, metody zawsze są oznaczone jako public. Następna wartość mówi o tym, jakiego typu dane zwróci dana metoda. Metoda może zwrócić typ prosty (jak liczba), własny (obiekt klasy), a nawet tablicę lub kolekcję. Poniżej pokazujemy przykłady.

public String getNazwa()  {  
return "moja nazwa";  
}  
public int[] kodyBledow()  {  
int[] bledy={255, 876, 27, 38, 9}; 
return bledy;  
}

public String getNazwa() {

return "moja nazwa";

}

public int[] kodyBledow() {

int[] bledy={255, 876, 27, 38, 9};

return bledy;

}

Ustawianie danych prywatnych

Ogólna postać metody, która modyfikuje dane (ang. setter) wygląda następująco.

public void nazwaMetody(int arg){
pole = arg;
}

public void nazwaMetody(int arg){

pole = arg;

}

Zazwyczaj metoda, która ustawia jakąś wartość pola nie zwraca żadnej wartości, dlatego jest typu void. W nawiasie znajdują się argumenty, które mogą być dowolnego typu. W ciele funkcji ustawiamy pole obiektu wartością pobraną z argumentu.

Metody statyczne

Wszystkie powyższe przykłady, które pokazaliśmy dotyczą metod, które działają na rzecz konkretnego obiektu. Odczytują dane z pól, ustawiają ich wartości lub wykonują różne procedury.

Metody statyczne należą do klas i wywołuje się je podając nazwę klasy, a następnie po kropce podaje się nazwę metody. Zatem nie jest potrzebny żaden obiekt, aby wykonać kod metody statycznej.

class MyClass {
public static void metoda(){
System.out.print("Metoda statyczna")
}
public static void main(String[] args){
//Podana nazwa klasy
MyClass.metoda();
//bez nazwy klasy
metoda();
}
}

class MyClass {

public static void metoda(){

System.out.print("Metoda statyczna")

}

public static void main(String[] args){

//Podana nazwa klasy

MyClass.metoda();

//bez nazwy klasy

metoda();

}

Rezultatem będzie wyświetlenie komunikatu „metoda statyczna”.

Pamiętajmy, że przejrzysty kod jest bardzo ważną cechą każdego programu i przed metodą statyczną warto wymienić nazwę klasy, z której ona pochodzi. Więcej na temat słowa kluczowego static i metod statycznych opisujemy w kolejnych częściach szkolenia.

Przekazywanie argumentów do metod

Argumenty w Javie zawsze są przekazywane przez wartość. Jest to duża różnica w stosunku do innych języków, w których można przekazywać np. wskaźniki lub referencje.

Gdy przekazujemy typ prosty jako argument metody tak naprawdę przekazujemy jego kopię. Oznacza to, że zmiana jej wartości w ciele metody nie wpływa na wartość poza nią.

Zróbmy teraz proste ćwiczenie polegające na zamianie zmiennych wartościami.

class Zamiana{
public static void main(String[] args){
int a = 2;
int b = 5;
zamien(a,b);
System.out.print("Po zamianie: zmienna a = " + a + ", zmienna b = " + b);
}
public static void zamien(int a, int b){
int tmp = a;
a = b;   //a==5
b = tmp; //b==2
System.out.println("W metodzie: zmienna a = " + a + ", zmienna b = " + b);
}
}

class Zamiana{

public static void main(String[] args){

int a = 2;

int b = 5;

zamien(a,b);

System.out.print("Po zamianie: zmienna a = " + a + ", zmienna b = " + b);

}

public static void zamien(int a, int b){

int tmp = a;

a = b; //a==5

b = tmp; //b==2

System.out.println("W metodzie: zmienna a = " + a + ", zmienna b = " + b);

}

Wynik działania powyższego kodu jest następujący.

W metodzie:  zmienna a = 5, zmienna b = 2
Po zamianie: zmienna a = 2, zmienna b = 5

1 2	W metodzie: zmienna a = 5, zmienna b = 2 Po zamianie: zmienna a = 2, zmienna b = 5

Jak widać kod nie zadziałał zgodnie z oczekiwaniami – wartości zmieniły się jedynie w metodzie – a dokładniej ich kopie. Rozwiązaniem tego problemu w języku C jest przekazanie wskaźników.

Pewną niejasnością może być przekazanie obiektu, gdyż wtedy przekazywaną wartością jest referencja do obiektu.

Rozważmy poniższy kod.

class Zamiana{
private int wartosc;
Zamiana(int i){
wartosc = i;
}
public static void main(String[] args){
Zamiana obj = new Zamiana(1);
zamien(obj);
System.out.print(obj.getInt());
}
public static void zamien(Zamiana z){
z.setInt(5);
}
public void setInt(int a){
this.wartosc = a;
}
public int getInt(){
return this.wartosc; 
} 
}

class Zamiana{

private int wartosc;

Zamiana(int i){

wartosc = i;

}

public static void main(String[] args){

Zamiana obj = new Zamiana(1);

zamien(obj);

System.out.print(obj.getInt());

}

public static void zamien(Zamiana z){

z.setInt(5);

}

public void setInt(int a){

this.wartosc = a;

}

public int getInt(){

return this.wartosc;

}

Tym razem przekazaliśmy obiekt do metody zamien(). Po ustawieniu wartości przez setter faktycznie zostaje zmodyfikowana wartość.

W następnej części przyjrzymy się modyfikatorom dostępu i pakietom.

Tweetuj

Udostępnij

Przypnij

0 Udostępnień

Programowanie obiektowe w Javie – konstruktory, metody, pola

Własna klasa

Pola

Inicjacja pól

Konstruktor

Metody

Dostęp do danych prywatnych

Ustawianie danych prywatnych

Metody statyczne

Przekazywanie argumentów do metod

Książki w HELION: