Arv og polymorfi, del 3 Abstrakte klasser Formlene for å regne ut arealet er forskjellig for sirkel, kvadrat og trekant

Arv og polymorfi, del 3

Abstrakte klasser

• Formlene for å regne ut arealet er forskjellig for sirkel, kvadrat og trekant.

• Men arealet kan beregnes for alle typer figurer.

• Metoden finnAreal() er polymorf (= ”mangeformet, som opptrer i mange former”).

• Metoden er abstrakt i klassen Figur (ikke mulig å finne en formel som gjelder for alle figurer).

• Klassen er abstrakt fordi den inneholder en abstrakt metode.

• Det er ikke mulig å lage objekter av en abstrakt klasse.

Modifikatoren abstract

• Abstrakt klasse:

• abstract class Materiale { ….osv.
• kan ikke lage objekter av en abstrakt klasse
• behøver ikke inneholde eller arve abstrakte metoder
• kan inneholde både abstrakte og konkrete metoder

• Abstrakt metode:

• abstract metodehode;
• En klasse som arver, eller selv deklarerer en abstrakt metode, må deklareres som abstrakt.

Hva hvis polymorfi ikke hadde eksistert?

• Hva gjør polymorfien for oss?

• I det siste eksemplet lar den oss håndtere ulike typer geometriske figurer under ett.
• Vi sender en melding til et objekt som tilhører en subklasse av Figur.
• Objektet vet selv hvordan arealet skal regnes ut.

• Hva hvis objektet ikke selv visste hvilken formel som skulle brukes?

• Da måtte vi bruke if-else-if, omtrent slik:
• if (figur instanceof Sirkel) {
• ... formel for å beregne arealet av en sirkel …
• }
• else if (figur instanceof Kvadrat) {
• ... formel for å beregne arealet av et kvadrat …
• } else {
• ... formel for å beregne arealet av en trekant …
• }

• Tenk deg om en gang til dersom du tror at du trenger å bruke instanceof kombinert med en if-else-if-else-sekvens.

• Du bør da vurdere om det er bedre å lage en abstrakt metode i en felles superklasse for de involverte klassene, og så la hver enkelt klasse få sin egen implementasjon av metoden

Når har vi behov for å bruke operatoren instanceof?

• Vi trenger å bruke instanceof i i de tilfellene der vi skal sende melding til kun en del av et subtre.

• Vi lager følgende objekter:

• A objekt1 = new C();
• A objekt2 = new E();

• Vi kan trygt sende meldingen metode1() til begge objektene:

• objekt1.metode1();
• objekt2.metode1();

• Meldingen metode2() kan vi bare sende til subklasser til klassen B:

• if (objekt1 instanceof B) {
• B etObjekt = (B) objekt1;
• etObjekt.metode2();
• }

Eksempel

Oppgaver til forelesningen

• Gå gjennom kildekoden så langt (vedlagt)

• Ferdigstill de metodene som mangler i klassen Personregister

• public boolean endreLønn(long fnrAns, int nyttLønnstrinn) {
• return true;
• }
• public boolean registrerNyttFag(long fnrStud, String nyttFag) {
• return true;
• }
• public boolean settKarakter(long fnrStud, String fagnr, char nyKarakter) {
• return true;
• }
• public char finnKarakter(long fnrStud, String fagnr) {
• return UGYLDIG_FNR;
• }

Tilgangsmodifikatorer

• Definisjonsområdet til et navn er den delen av programmet der navnet kan brukes uten at det må kvalifiseres.

• Tilgjengeligheten til et navn utenfor definisjonsområdet er bestemt av om det står private, public, protected eller ingenting foran navnet (ingenting = package).

• Klasser:

• Alle klasser vi har laget hittil, unntatt appletene, har vært tilgjengelig kun i den pakken der de var deklarert.
• Appletene har hatt public foran seg. De er tilgjengelig fra overalt.

Tilgjengeligheten til konstruktører og medlemmer deklarert i klassen C

Anbefalt bruk av tilgangsmodifikatorer

• Objektvariabler og klassevariabler er alltid private.

• Konstanter er vanligvis offentlige, men kan være private dersom de ikke er av interesse for andre enn klassen selv.

• Konstruktører er vanligvis offentlige.

• Metoder er vanligvis private eller offentlige.

• Konstruktører og metoder kan være beskyttede dersom det ikke har noen mening å bruke dem utenfor subklasser.

• Klasser har i utgangspunktet pakketilgang (ingen tilgangsmodifikator). Dette begrenser også tilgangen til offentlige konstruktører og medlemmer i klassen. Klasser som skal tas i bruk generelt, gjøres offentlige og legges i en navngitt pakke. Da vil automatisk alle offentlige konstruktører og medlemmer også bli offentlige.

Det reserverte ordet super

• super kan brukes på to måter:

• I en konstruktør for å anrope konstruktøren rett over i klassetreet, eksempel fra forrige forelesning:
• public OppgaveDag(int startNr, String startNavn, int startAntTimer, int startDato) {
• super(startNr, startNavn, startAntTimer);
• dato = startDato;
• }
• Kallet på super() må være første setning i konstruktøren.
• Argumentlisten til super() må være i samsvar med parameterlisten til en konstruktør i superklassen.
• I en hvilken som helst metode kan vi bruke super som kvalifikator for å henvise til et skjult eller erstattet navn i en superklasse, eksempel:
• public String toString() {
• return super.toString() + ", dato: " + dato;
• }
• Vi kan ikke skrive super.super() eller lignende for å anrope konstruktør eller metode på mer enn ett nivå over i klassetreet.

Konstruktører

• Dersom vi ikke kaller en bestemt konstruktør i den direkte superklassen ved å anrope super(), vil standardkonstruktøren i superklassen anropes.

• Dersom denne ikke eksisterer, vil kompilatoren gi en feilmelding.

• Dersom det ikke har mening å lage objekter av en klasse, kan det forhindres på to måter:

• Lag klassen abstrakt. Dette brukes dersom klassen har eller kan ha subklasser.
• Lag alle konstruktører private. Dette brukes dersom klassen ikke kan ha subklasser (den er final, se nedenfor).

Referanser og casting

• En referanse til en klasse kan settes til å peke til objekter av en subklasse til klassen. Den kan ikke settes til å peke til objekter av en superklasse.

• Person personen =new Student(12106078756L, "Ole Pettersen", "Storgt 3, 7001 Trondheim", 1234567L); // ok
• Ansatt læreren = new Student(12106078756L, "Ole Pettersen", "Storgt 3, 7001 Trondheim", 1234567L); // ikke ok
• Ansatt læreren = new Person(12106078756L, "Ole Pettersen", "Storgt 3, 7001 Trondheim"); // ikke ok

• Anta at vi har en referanse til et objekt.

• Referansen kan castes til den klassen objektet tilhører, eller til superklasser av denne klassen.
• Det er ikke tillatt å caste referansen til en subklasse av den klassen som objektet tilhører.
• Ugyldig casting gir ClassCastException.
• Object etObjekt = new Student(12106078756L, "Ole Pettersen", "Storgt 3, 7001 Trondheim", 1234567L); // ok
• Student enStudent = (Student) etObjekt;
• Ansatt enAnsatt = (Ansatt) etObjekt; // ikke ok
• Person enPerson = (Person) etObjekt; // ok

Modifikatoren final

• final forhindrer subklassing og erstatning.

• En final metode kan ikke erstattes eller skjules:

• public final double finnBredde() {
• return breddePåBelegg;
• }

• Det er ikke mulig å subklasse en final klasse:

• final class AnnenSortBelegg extends Belegg2 {
• ….osv.

Å erstatte eller skjule et navn

• Å erstatte (”override”) en arvet objektmetode

• Hvis en klasse deklarerer en objektmetode, vil denne deklarasjonen erstatte en eventuell arvet metode med samme signatur.
• Kompilatoren gir feilmelding dersom returtypen ikke stemmer og/eller tilgangsnivået er mindre strengt enn i den erstattede metoden.
• Hvordan blir det hvis signaturen ikke stemmer?
• En objektmetode kan ikke erstatte en arvet klassemetode.

Interface

• Et interface er en samling med metodehoder.

• En klasse kan velge å implementere et interface. Den må da programmere alle metodene i interfacet.

• Eksempel på interface:

• public interface Comparable<Type> { // tilhører pakken java.lang
• public int compareTo(Type obj);
• }

• Eksempel på klasse som implementerer interfacet:

• class Flate implements Comparable {
• ... objektvariabler ...
• public int compareTo(Flate denAndreFlaten) {
• double areal1 = finnAreal();
• double areal2 = denAndreFlaten.finnAreal();
• if (Math.abs(areal2 - areal1) < toleranse) return 0;
• else if (areal1 < areal2) return -1;
• else return 1;
• }
• ... andre metoder i klassen ...
• }

Å lage egne interface

Implementasjon av interfacet

Bruk av klassen FireSifretHeltall

• En referanse av en interface-type kan referere til objekter som tilhører en klasse som implementerer interfacet:

• Sammenligningsbar tall1 = new FireSifretHeltall(700);
• Sammenligningsbar tall2 = new FireSifretHeltall(1700);

• Vi kan nå bare sende meldinger deklarert i interfacet til objektet:

• System.out.println(tall1.størreEnn(tall2)); // ok
• System.out.println(tall1.finnVerdi()); // ikke ok

Mer aktuell bruk av interface

• Grensesnittet som klienten skal forholde seg til spesifiseres via interface, eksempel figur/FigurInterface.java

• package figur;
• public interface FigurInterface {
• double finnAreal();
• }

• Klassene legges i pakker og gis pakketilgang, eksempel filen figur/Figur.java:

• package figur;
• abstract class Figur implements FigurInterface {
• /* Alle figurer kan beregne sitt eget areal */
• public abstract double finnAreal();
• }
• class Kvadrat extends Figur { ...

• Klienter lager objekter vhja fabrikkmetoder, se neste side

Fabrikken er en offentlig klasse

• Filen figur/Figurfabrikk.java

• package figur;
• public class Figurfabrikk {
• public static FigurInterface lagKvadrat(int side) {
• return new Kvadrat(side);
• }
• public static FigurInterface lagTrekant(double grunnlinje, double høyde) {
• return new Trekant(grunnlinje, høyde);
• }
• public static FigurInterface lagSirkel(double radius) {
• return new Sirkel(radius);
• }
• }

Testklient

• import figur.*;

• class TestInterface {

• public static void main(String[] args) {

• FigurInterface enSirkel = Figurfabrikk.lagSirkel(10);

• FigurInterface enTrekant = Figurfabrikk.lagTrekant(5, 6);

• FigurInterface etKvadrat = Figurfabrikk.lagKvadrat(4);

• /* Arealer hver for seg */

• System.out.println("Arealet til sirkelen: " + enSirkel.finnAreal());

• System.out.println("Arealet til trekanten: " + enTrekant.finnAreal());

• System.out.println("Arealet til kvadratet: " + etKvadrat.finnAreal());

• /* Behandler så alle figurene under ett */

• FigurInterface[] figurtabell = new FigurInterface[3];

• figurtabell[0] = enSirkel;

• figurtabell[1] = enTrekant;

• figurtabell[2] = etKvadrat;

• for (FigurInterface fig : figurtabell) {

• System.out.println("Arealet er " + fig.finnAreal()

• + " for " + fig.getClass().getName()); // henter klassenavnet

• }

• }

• }