Föreläsning 8, kapitel 8

Förbättra strukturen med arv

Kursbok: “Objects First with Java - A Practical Introduction using BlueJ”, David J. Barnes & Michael Kölling

Fredric Ragnar fredric.ragnar@hgo.seTelefon 0498-299948Andreas Hedrén andreas.hedren@hgo.seTelefon 0498-299954

Dagens punkter

• Arv• Subtyping• Substitution• Polymorfa variabler

DoME exemplet

"Database of Multimedia Entertainment"• Lagrar detaljer om CD-skivor och videofilmer• CD: titel, artist, antal spår, speltid, har den, kommentar• Video: titel, regissör, speltid, har den, kommentar• Tillåter (senare) att söka efter information eller skriva ut

listor

Objekt i DoME

Klasser i DoME

Objektmodell för DoME

Klassdiagram för DoME

Källkod för klassen CD

public class CD { private String title; private String artist; private String comment;

CD(String theTitle, String theArtist) {

title = theTitle;artist = theArtist;comment = " ";

}

void setComment(String newComment) { ... }

String getComment() { ... }

void print() { ... } ...}

Inte komplett(kommentarer!)

public class Video { private String title; private String director; private String comment;

Video(String theTitle, String theDirect) {

title = theTitle;director = theDirect;comment = " ";

}

void setComment(String newComment) { ... }

String getComment() { ... }

void print() { ... } ...}

Inte komplett(kommentarer!)

Källkod för klassen Video

Källkod för klassen Database

class Database {

private ArrayList cds; private ArrayList videos; ...

public void list() { for(Iterator iter = cds.iterator(); iter.hasNext(); ) { CD cd = (CD)iter.next(); cd.print(); System.out.println(); // empty line between items }

for(Iterator iter = videos.iterator(); iter.hasNext(); ) { Video video = (Video)iter.next(); video.print(); System.out.println(); // empty line between items } }}

Kritik av DoME

• Duplicering av kod• Klasserna CD och Video är väldigt lika, stora delar

t o m identiska• Gör underhåll svårt/mer jobb• Inför risk för buggar genom felaktigt underhåll• Det finns också duplicerad kod i klassen

Database

Använda arv

Använda arv, mer

• Definiera en superklass: Item• Definiera subklasser för Video och CD• Superklassen definierar gemensamma attribut• Subklasserna ärver superklassens attribut• Subklasserna lägger till egna attribut

Arvshierarkier

Arv i Javapublic class Item{ ...}

public class CD extends Item{ ...}

public class Video extends Item { ...}

Ingen ändring här

Ändra här

Superklassen Item

public class Item{ private String title; private int playingTime; private boolean gotIt; private String comment;

// constructors and methods omitted.}

Underklasserna CD och Video

public class CD extends Item{ private String artist; private int numberOfTracks;

// constructors and methods omitted.}

public class Video extends Item { private String director;

// constructors and methods omitted.}

Arv och konstruktorer

public class Item{ private String title; private int playingTime; private boolean gotIt; private String comment;

/** * Initialise the fields of the item. */ public Item(String theTitle, int time) { title = theTitle; playingTime = time; gotIt = false; comment = ""; }

// methods omitted}

Arv och konstruktorer, mer

public class CD extends Item{ private String artist; private int numberOfTracks;

/** * Constructor for objects of class CD */ public CD(String theTitle, String theArtist, int tracks, int time) { super(theTitle, time); artist = theArtist; numberOfTracks = tracks; }

// methods omitted}

Anrop av superklassens konstruktor

• Subklassernas konstruktorer måste alltid ha ett ”super” anrop• Om det inte finns i källkoden så lägger kompilatorn till ett

”super”-anrop (utan parametrar)– Funkar bara om superklassen har en konstruktor utan parametrar

• Måste vara den första satsen i subklassens konstruktor

Lägger till flera Item typer

Djupare hierarkier

Summering

Vitsen med arv vad vi hittills sett:• Att undvika duplicering av kod• Återanvändning av kod• Lättare underhåll• Möjlighet att utöka

Ny källkod för klassen Database

public class Database{ private ArrayList items;

/** * Construct an empty Database. */ public Database() { items = new ArrayList(); }

/** * Add an item to the database. */ public void addItem(Item theItem) { items.add(theItem); } ...}

undviker duplicering av kod i klienten!

Ny källkod för klassen Database

/** * Print a list of all currently stored CDs and * videos to the text terminal. */public void list(){ for(Iterator iter = items.iterator(); iter.hasNext(); ) { Item item = (Item)iter.next(); item.print(); System.out.println(); // empty line between items }}

Subtypning

Först hade vi:

public void addCD(CD theCD)

public void addVideo(Video theVideo)

Nu har vi:public void addItem(Item theItem)

Vi anropar den här metoden med:

Video myVideo = new Video(...);

database.addItem(myVideo);

Subklasser och subtypning

• Klasser definierar typer• Subklasser definierar subtyper• Objekt av subklasser kan användas där objekt av superklasser

krävs

(Detta kallas substitution)

Subtypning och tilldelning

Vehicle v1 = new Vehicle();Vehicle v2 = new Car();Vehicle v3 = new Bicycle();

Objekt ur en subklass kan tilldelas till superklass variabler

Subtypning och parametrar

public class Database{ public void addItem(Item theItem) { ... }}

Video video = new Video(...);CD cd = new CD(...);

database.addItem(video);database.addItem(cd);

Objekt ur en subklass kan användas som parametrar som är objekt ur en superklass

Objektdiagram

Klassdiagram

Polymorfa variabler

• Objektvariabler i Java är polymorfa

De kan innehålla objekt av mer än en typ

• De kan innehålla objekt av den deklarerade typen, eller objekt av subtyper av den deklarerade typen.

Klassen Object

Alla klasser ärver från Object.

Polymorfa samlingar

• Alla samlingar (collections) är polymorfa• Elementen är av typen Object

public void add(Object element)

public Object get(int index)

Casting, igen

• Kan tilldela subtyp till supertyp• Kan inte tilldela supertyp till subtypString s1 = myList.get(1); fel!

• Casting fixar detta:String s1 = (String) myList.get(1);

Bara om elementet verkligen är en String.

Wrapper-klasser

• Alla objekt kan stoppas in i en samling…• …eftersom samlingar klarar element av typen

Object…• … och alla klasser är subtyper till Object• Great! Men primitiva typer då?

Wrapper-klasser, mer

• Primitiva typer (int, char, etc) är inte objekt. De måste ”slås in”/”wrappas” i ett objekt.

• Wrapper-klasser finns för alla primitiva typer

primitiv typ wrapper-klassint Integerfloat Floatchar Character... ...

Wrapper-klasser, ännu mer

int i = 18; Integer iwrap = new Integer(i);

myCollecton.add(iwrap);...

Integer element = (Integer) myCollection.get(0);int value = element.intValue()

packa int-värdet I ett objekt

Lägg till objektet

Plocka ut värdet igen

Summering

• Arv tillåter att klasser definieras som utökningar av andra klasser

• Arv:– Undviker duplicering av kod– Tillåter återanvändning av kod– Förenklar koden– Förenklar underhåll och tillägg

• Variabler kan referera till objekt av subtyper

• Subtyper kan användas överallt där objekt av superklassen förväntas (substitution)