java and oop - ida · 2016. 1. 21. · en klass i java 4 jonkv@ida för att lagra info om cirklar...

[email protected] – 2016

TDDD78Introduktion till OOP i Java

3

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

3Klasser Bilar är komplicerade – vi tar cirklar som exempel (ritprogram?)

4

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

4En klass i Java För att lagra info om cirklar som objekt i Java: Skapa en cirkelklass

class Circle {

}

Circle.java

Varje Java-klass är i sin egen fil, med "samma" namn(Avancerat undantag: nästlade klasser)

Klassnamn använder "CamelCase":ArrayList, ProcessBuilder, StackTraceElement

I singular:Inte ”Circles”, ”Towers” eller ”ArrayLists”!

Definiera fält (se del 2)

Definiera konstruktorer (se del 4)

Definiera metoder (se del 3)

Medlemmar

6

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

6Egenskaper Vi har nämnt att mojänger/objekt har egenskaper Vissa kan vara konstanta, andra kan ändras efter att objektet skapas

Längd/höjdFärg

MotorstyrkaToppfart

Nuvarande fartKvarvarande bränsle

Koordinater (x,y)Radie (r)

7

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

7Fält i en klass Realisera egenskaperna som fält (medlemsvariabler) i en klass

class Circle {double x, y;double r;

}

Circle.java

All kod för klassenär inuti klassdeklarationen

Ange datatyp för varje fält:double = 64-bitars flyttal

Detta är en klasssom talar om vilken sorts information

alla cirkelobjekt ska innehålla

Ännu har vi inte skapat någon cirkel!

medlemsvariabel = member variablefält = field

klass = class

8

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

8Namngivning Namngivning för fält: Ge beskrivande namn

▪ x,y,r – OK, vedertagna förkortningar▪ temp, foo, bar – inte bra, vad är detta?▪ index – eller selectedIndex?▪ left – eller livesLeft?▪ s=52 – eller deckSize=52?▪ …

Variabler, fält, metoder: allaUtomFörstaBörjarMedStor▪ main(), args, tvåPlusTvå, out, addElement(), arrayLength, …

Använd Javas standard!

Bra namn färre kommentarer

behövs!

Sträva efter självdokumenterande

kod!

9

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

9

Datorns minne

Fält i objekt Varje objekt vi skapar får sin egen kopia av fälten Alla cirklar har en radie Alla cirklar har varsin radie

(Hur skapar man objekt?Med "new" – detaljer diskuteras senare!)

Object header:

yx

4.512

(data)

12.7

r 0.0002

Object header:

yx

3.222

(data)

23.9

r 12.7

8-16 bytes "intern info"

för Java

3*8=24 bytes för fälten

[Python2: Overhead

>300 bytes,fält 72 bytes]

10

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

10Tillstånd (state) Varje objekt har ett nuvarande tillstånd (state) Avgörs av nuvarande värdet

på samtliga fält(även de konstanta)

Datorns minne

Object header:

yx

4.512

(data)

12.7

r 0.0002

Object header:

yx

3.222

(data)

23.9

r 12.7

Två distinkta objekt

med olikatillstånd

tillstånd = state

11

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

11

Datorns minne

Samma tillstånd Två distinkta objekt i minnet kan ha samma tillstånd Precis som två variabler

kan ha samma värde▪ x=10

y=10▪ x = y, men x och y är ändå olika variabler!

Object header:

yx

4.512

(data)

12.7

r 0.0002

Object header:

yx

4.512

(data)

12.7

r 0.0002

Python:a = ("hello", "world")b = ("hello", "world") två olika listor

med samma element

b.append("again") bara b ändras, inte a a och b var olika listor på

olika plats i minnet

Samma tillstånd,men inte samma objekt

12

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

12

Datorns minne

Byta tillstånd I många klasser kan objekten byta tillstånd när tiden går

Object header:

yx

4.512

(data)

12.7

r 0.0002

Datorns minne

Object header:

yx

8.328

(data)

12.7

r 0.0002

Fortfarande samma objekt – men nytt tillstånd!

Ändra värdet på y

13

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

13Final Om ett fält inte får/ska ändras efter att objektet skapats: Deklarera det final

class Circle {final double x, y;final double r;

}

Circle.java

class Person {final String personnummer;Person(String personnummer) {

this.personnummer = personnummer;}

}

Person.java

Allt är final klassens objekt är immutable

(≈ oföränderliga)

14

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

14Punktnotation Använd punkt för att komma åt ett fält i ett objekt Fler exempel när vi pratar om metoder

class Circle {double x, y;double r;static void print(Circle circ) {

System.out.println("Hey! You gave me a circle!");System.out.println("Its radius is " + circ.r);

}}

Circle.java

15

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

15Att gömma data Fält har skyddsnivåer: private – bara klassens egna metoder kan komma åt fältet

▪ Klassen har full kontroll – oftast bra!

public – alla kan komma åt fältet▪ T.ex. svårt att ändra datatyp senare – annan kod kan sluta fungera

(protected, "package-protected"… – senare)

public class Circle { // Klasser är oftast publicprivate double x, y;private double r;

}

Circle.java

Vi ignorerar detta i många exempel – återkommer senare…

Princip:Ju färre som kommer åt något,

desto enklare att verifiera, ändra

17

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

17Beteenden

Objekt i verklighetengör saker, har beteenden

Reaktivt, på begäran:Tryck på tutan bilen tutar

Spontant, "aktivt":Kamelen väljer att spotta

Uppnås via metoder (methods)som kan anropas

Inte del av "vanlig" OOSe multitrådning

18

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

18Metoder Varje cirkel ska kunna beräkna sin area Deklarera en metod som returnerar detta

public class Circle {private double x, y;private double r;public double getArea() {

return Math.PI * r * r;}public void setRadius(double newR) {

r = newR;}

}

Circle.java

Metoder placeras oftast efter fält

Metod utan sidoeffekter:Påverkar inget, informerar bara

Metod med sidoeffekter:Ändrar något

(i detta objekt / på annan plats)

Alltid ett returvärde(typ eller void)

Parametrar hartyper, namn

sidoeffekt = side effect

19

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

19Metodkroppen I metodens kropp (body) anges vad metoden ska göra Som i en "vanlig" funktion – med en skillnad:

public class Circle {private double x, y;private double r;public double getArea() {

return Math.PI * r * r;}public void setRadius(double newR) {

r = newR;}

}

Circle.java

Kan direkt komma åt objektets fält!

…Men i vilket objekt?

Vi deklarerar "r" en enda gång.Vi kan skapa 1000 cirklar,

och var och en har en egen radie!

20

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

20This 1: Detta objekt Om vi tar bort "förkortningar":

Ett objekt kan ha många "namn",giltiga i olika delar av koden!

public class Circle {private double x, y, r;public double getArea() {

return Math.PI * this.r * this.r ;}public static void main(String[] args) {

Circle c1 = …;Circle c2 = …;double a = c1.getArea(); double b = c2.getArea();

}}

Circle.java

Fältet "r" i objektet "this"…men vad är "this"?

"this" är objektet vars metod anropades!I första anropet: this är samma objekt som c1I andra anropet: this är samma objekt som c2

"r" är en förkortning för "this.r"

21

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

21This 2: Omskrivning Nästan som om kompilatorn skrev om koden Adderade en this-parameter till varje metod

public class Circle {private double x, y, r;public double getArea(Circle this) {

return Math.PI * this.r * this.r;}public static void main(String[] args) {

Circle c1 = …;double a = getArea(c1);

}}



Circle c1 = …;double a = c1.getArea();

}}

(Nästan: Det finns viktiga skillnader, t.ex. i ärvning)

"Implicit parameter":this

22

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

22This 3: Utelämna this Kan ofta utelämna this Givet en identifierare "r" söker kompilatorn efter:

1. Lokala variabler och parametrar "r"2. Fält "r"


return Math.PI * r * r;}public static void main(String[] args) {


}}




}}

"Det finns inget r,så de måste mena

this.r…"

23

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

23This 4: Gömda fält Men variabler och parametrar gömmer fält ("hiding")

public class Circle {private double x, y, r;public void setRadius2(double r) {

System.out.println(r); // Finns variabel/parameter? Ja! Skriv ut denSystem.out.println(this.r); // Måste vara fältetr = r; // Sätter argumentet till sitt eget värde…this.r = r; // Sätter fältets värde

}}

public class Circle {private double x, y, r;public void setRadius2(double newR) {

System.out.println(r); // Finns variabel/parameter? Nej! Skriv ut fältetr = newR; // Sätter fältets värde

}}

Olika namn (r, newR)

Samma namn (r), parameter gömmer fält

24

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

24Namngivning Namngivning: Som för fält: Ge beskrivande namn

▪ update() eller movePlayer()?▪ doIt() eller shuffleDeck()?▪ units() eller setUnitType()?▪ …

Variabler, fält, metoder: allaUtomFörstaBörjarMedStor▪ main(), args, tvåPlusTvå, out, println()▪ addElement(), arrayLength, …

Använd Javas standard!

25

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

25Namngivning 2: Overloading Metoder kan överlagras (overloading) Olika metoder i samma klass med samma namn

Användning:▪ När metoderna gör i princip samma sak▪ När det vore onödigt krångligt att hitta på egna namn

(printInt, printDouble, …)

public class Printer {public void print(int val) { … } public void print(double val) { … } public void print(double val, int precision) { … }

}Skiljs åt av antal argument +

argumenttyperna

26

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

26Metodlängd (1) Hur lång får en metod vara? "The first rule of functions is that they should be small.

The second rule of functions is that they should be smaller than that.Functions should not be 100 lines long.Functions should hardly ever be 20 lines long."▪ -- Robert Martin, Clean Code: A Handbook of Agile Software Craftsmanship

"The routine should be allowed to grow organically up to 100-200 lines.Decades of evidence say that routines of such length[are] no more error prone than shorter routines."▪ -- Steve McConnell, Code Complete

http://rads.stackoverflow.com/amzn/click/0132350882

http://rads.stackoverflow.com/amzn/click/0735619670

27

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

27Metodlängd (2) Varför dessa motsatser?

Ju fler kockar desto sämre soppa

Fyra ögon ser bättre än två

För varje regel finns en lika stark och motsatt motregel…

28

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

28Metodlängd (3) Målet: Kod ska vara läsbar, lätt att förstå, lätt att underhålla Långa metoder varningssignal!

▪ Är metoden osammanhängande? Gör den för mycket?▪ Kanske det finns meningsfulla delar som kan bli egna metoder!

Många korta metoder varningssignal!▪ Är det för många metoder för att hålla reda på?▪ Skulle det bli enklare om man kombinerade dem?

Hitta rätt balansPrioritera målet (läsbarhet) istället för medlet (uppdelningen)

Men:"För osammanhängande" metoder metoder är vanligare i inlämningar,

kan ge komplettering

30

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

30Skapande Att skapa nya listor, tupler osv. i Python:

tomLista = []minLista = ["a", "b", "c"]minTupel = (12, 34, 56)minDict = { "a": 1, "b": 2 }

Egen syntax för varje typ

Ange alla elementsom listan / tupeln / …

ska innehålla

31

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

31Skapa objekt 1 Hur skapar man nya objekt?

Datorns minne

Object header:

yx

4.512

(data)

12.7

r 0.0002

Nej: Många klasser har fältsom ska beräknas

eller kan lämnas tommaeller är privata för internt bruk

Måste kunna välja vilka fält vi sätter

Circle myCircle =Circle[[12.7, 4.512, 0.0002]];

Generell "objektsyntax",ange värdet på varje fält?

32

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

32Skapa objekt 2 Hur skapar man nya objekt?

Datorns minne

Object header:

yx

0

(data)

0

r 0

Nej: Tillåter godtyckliga värdenListor kan innehålla vad som helst

Men cirklar ska ha radie > 0Klassen ska kunna garantera detta!

Circle myCircle;myCircle.x = 10;myCircle.y = 20;

…

Först skapa "nollställt" objekt,med alla fält "nollställda",

sedan sätta önskade värden utifrån?

Fundamental princip:“Klassen bestämmer över sina objekt”

(kan förhindra manipulation utifrån

33

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

33Konstruktorer 1 Låt klassen ange konstruktorer,

speciella metoder för att initialisera objekt

public class Circle {private double x, y, r;

public Circle(double x, double y, double radius) {………

}}

Ingen returtyp (inte void!)Samma namn som klassen Detta är en konstruktor!

konstruktor = constructor

34

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

34Konstruktorer 2 Ibland vill vi: Kunna sätta specifika värden på alla fält


public Circle(double x, double y, double radius) {this.x = x;this.y = y;this.r = radius;

}}

En parameter per fält

En tilldelning per fält;"this" är det nya objektet

public static void main(String[] args) {Circle c1 = new Circle(10.0, 20.0, 14.2);

}

Vi anropar konstruktornmed new

och anger lämpliga parametrar

35

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

35Konstruktorer 3: Vad händer? 1: Minne allokeras (reserveras) för objektet

2: Alla fält får defaultvärden Heltal: 0 Floating point: 0.0 Boolean: false Objekt: null (diskuteras senare)

3: Konstruktorn anropas

Object header:

yx

(skräp)

(skräp)

(skräp)

r (skräp)

Object header:

yx

0.0

Circle…0.0

r 0.0

Circle(double x, double y, double radius) {this.x = x;this.y = y;this.r = radius;

}

Fundamental princip:“Klassen bestämmer över sina objekt” – klassen anger konstruktorkoden!

36

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

36Konstruktorer 4: Kontroller Ibland vill vi: Kontrollera att bara tillåtna värden anges


public Circle(double x, double y, double radius) {if (radius <= 0.0) {

throw …signalera fel…;}this.x = x;this.y = y;this.r = radius;

}}

Se till att radien > 0,annars avbryts konstruktorn inget objekt skapas

37

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

37Konstruktorer 5 Ibland vill vi: Ta in värden i annat format än det klassen använder


public Circle(Point center, double radius) {if (radius <= 0.0) throw …;this.x = center.x;this.y = center.y;this.r = radius;

}}

Ta ut x och yfrån "centrumpunkten"

Anta en "punktklass"som lagrar x, y

38

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

38Konstruktorer 6 Ibland vill vi: Beräkna värden på fält från andra parametrar

public class Circle {private double x, y, r;private double area;

public Circle(double x, double y, double circumference) {if (circumference<= 0.0) throw …;this.x = x;this.y = y;this.r = circumference / (2*Math.PI); this.area = Math.PI * r * r;

}}

Beräkna radie från omkrets

Beräkna area från radie

39

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

39Konstruktorer 7 Ibland vill vi: Sätta värden själva eftersom de är "interna" detaljer,

inte något som anroparen ska bry sig ompublic class Circle {

private double x, y, r;private int timesPainted;

public Circle(double x, double y, double radius) {this.x = x;this.y = y;this.r = radius;this.timesPainted = 0;

}}

Håll reda på antalet gångervi har ritat cirkeln (statistik)

Från början är antalet alltid 0

40

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

40Konstruktorer 8 En konstruktor kan göra vad som helst

public class Circle {private double x, y, r;private boolean debugMode;public Circle(double radius) {

System.out.println("Hello, world!");System.exit(0);

}}

Inte vad man ska göra,men man kan

41

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

41Konstruktorer 9: Kopiering Ibland kan man vilja kopiera objekt Konstruktor som tar ett objekt av samma typ

public class Circle {private double x, y, r;public Circle(double x, double y, double radius) {

this.x = x;this.y = y;this.r = radius;

}public Circle(Circle other) {

this.x = other.x;this.y = other.y;this.r = other.r;

}}

Kopieringskonstruktor:Tar ett objekt av samma typ

42

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

42Konstruktorer 10: Overloading En klass kan ha flera konstruktorer Alla heter samma som klassen overloading

public class Circle {private double x, y, r;public Circle(double x, double y, double radius) {

this.x = x;this.y = y;this.r = radius;

}public Circle(Point center, double diameter) {

this.x = center.x;this.y = center.y;this.r = diameter / 2;

}}

43

jonk

v@id

ajo

nkv@

ida

43Konstruktorer 11: Minst en! Varje klass har minst en konstruktor Har du inte skrivit någon?

Då skapar Java en tom konstruktor utan argument!


}

public class Circle {private double x, y, r;public Circle() {

// Gör ingenting// alla fält har defaultvärden (0, 0.0, false, …)

}}

java and oop - ida · 2016. 1. 21. · en klass i java 4 jonkv@ida för att lagra info om cirklar...

Documents