09 – arv og polymorfi i java

09 – Arv og polymorfi i javaHvordan arv og polymorfi implementeres i Java

2NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java

Opsummering af arv

Arv er det at en subklasse arver metoder og variable som er defineret i superklassen

Genbrug er en af de store fordele ved arv En subklasse behøver kun at implementere det der adskiller

den fra super klassen


Why Inheritance? Reusability

Benefits of Inheritance in OOP : Reusability Once a behavior (method) is defined in a super class, that

behavior is automatically inherited by all subclasses Thus, you write a method only once and it can be used

by all subclasses. Once a set of properties (fields) are defined in a super class,

the same set of properties are inherited by all subclasses A class and its children share common set of properties

A subclass only needs to implement the differences between itself and the parent.


extends keyword

extends bliver brugt til at angive at klassen arver fra en anden Eksempel, her en parent eller superklasse Person:

public class Person { protected String name; protected String address;

public Person(){ System.out.println(“Inside Person:Constructor”); name = ""; address = "";

}. . . .

}


extends keyword

Opretter nu en Student klasse Da Student “er-en” slags Person, kan vi arve fra Person og

genbruge name og address:

public class Student extends Person { public Student(){

System.out.println(“Inside Student:Constructor”); }. . . .

}


Hvad bliver arvet is subklassen?

Subklassen arver alle “public” og “protected” medlemmer (attributter og metoder) fra dens parent, uanset hvilken pakke den er i.

Hvis subklassen er i samme pakke, arver den også pakke specifikke medlemmer, dvs. dem der ikke angivet en access modifier


Hvad kan gøres med attributter?

De nedarvede attributter kan bruges direkte Subklassen kan udvides med attributter, der ikke er i

superklassen Der kan erklæres en attribut med samme navn i subklassen

som i superklassen. Derved skjules superklassens attribut. (dette kan ikke anbefales)

En subklasse arver ikke private attributter, men hvis en public eller protected metode tilgår atttributten kan den stadig bruges.


Hvad kan gøres med metoder?

De nedarvede metoder kan bruges som de er Der kan skrives en ny instans metode med samme

signatur som superklassens metode. Derved overskrives / omdefineres metoden

Der kan skrives en ny static metode i subklassen med samme signatur somsuperklassens. På den måde skjules superklassens metode

Subklassen kan udvides med nye metoder, der ikke er i superklassen


Object klassen Object klassen er superklasse for alle klasser

I Java arver alle klasser fra Object klassen Object klassen er derfor den eneste klasse der ikke har en

forældre Den definerer og implementer adfærd der er fælles for alle

klasser inklusiv dem man selv skriver getClass() equals() toString() ...


Eksempel på klasse hierarki


Super klasse & sub klasse

Super klasse (Parent) Klasser, der ligger over en specifik klasse i klasse hierarkiet.

Sub klasse (Child) Klasser, der ligger under en specifik klasse i klasse

hierarkiet.


Kald af konstruktøren i super klassen

En subklasse’s konstruktør kalder implicit default konstruktøren i super klassen

En subklasse’s konstruktør kan eksplicit kalde konstruktøren i super klassen ved at bruge super

super kan kaldes med parametre


Eksempel: Super’s default konstruktør kaldes implicit

I student eksemplet fra før:

Outputtet er:

public static void main( String[] args ){ Student anna = new Student();

}

Inside Person:Constructor Inside Student:Constructor


Eksempel forsat

Program flowet er:


“super” keyword En subklasse kan eksplicit kalde en konstruktør i dens

umiddelbare super klasse.

Dette gøres med super(parameterliste). Hvilken konstruktør der kaldes afhænger af parametrene

super(..) skal komme som det første statement i konstruktøren super(..) kan kun forekomme i konstruktøren

public Student(){ super( "SomeName", "SomeAddress" );

System.out.println("Inside Student:Constructor");}


“super” keyword

En anden anvendelse af super er at referere til medlemmer af super klassen (lidt på samme måde som med this)

public Student() { super.name = “somename”; super.setAddress(“some address”);

}


Overriding metoder

En afledt klasse (subklasse) kan overskrive (overriding på engelsk) en instans metode i superklassen. Bemærk: Overriding henfører til instans metoder For static metoder kaldes det metode hiding

Den overskrivende metode skal have samme navn, parameterliste og returtype (altså signatur) som den metode den overskriver

Dog kan den overskrivende metode returnere en subtype af den type som returneres af den overskrivne metode

Bemærk at fra Java 1.5+ skal keyword’et @Overwrite bruges ved overskrivning


Eksempel: Overriding metoder

Der er følgende metode i super klassen Person:

public class Person { : : public String getName(){

System.out.println("Parent: getName"); return name;

} }


Eksempel: Overriding metoder

For at overskrive metoden i subklassen skrives en ny metode med samme signatur

public class Student extends Person{: public @Override String getName(){

System.out.println("Student: getName"); return name;

} :

}

Output:Student: getName


Access modifiers i overriding metoder

Access modifier’en kan tillade mere, men ikke mindre end access modifieren i super klassen F.eks kan protected instans metode i super klassen blive

public i sub klassen, men ikke private. Brud på dette vil give compileringsfejl


Polymorfi?

Polymorfi i et Java program Evnen til at en reference variabel kan ændre opførsel i

forhold til hvilket objekt den peger på. Dette gør at objekter af forskellige subklasser kan

håndtereres som om de var en instans af super klassen Man siges at objektet af subklassen substitueres ind på

superklassens sted

• Der kommer mere polymorfi senere


Eksempel: Runtime Polymorfi

Code:

Person person2 = new Student(); person2.myMethod("test4"); Person person3 = new InternationalStudent(); person3.myMethod("test5");

Result:

myMethod(test4) in Student class is called myMethod(test5) in InternationalStudent class is called


Polymorfi Eksempel: Shape

Givet en basis klasse shape. Her giver polymorfi mulighed for at implementere forskellige area() metoder for forskellige afledte klasser, f.eks cirkel, rektangel og trekant

Area() metoden er implementeret forskelligt afhængig af geometri

Men ligegyldigt hvilken slags shape et objekt er, vil area()give det rigtige resultat


Eksempel: Polymorfi Student og Employee arver begge fra Person

public static main( String[] args ) {

Student studentObject = new Student(); Employee employeeObject = new Employee();

Person ref = studentObject; // Person reference points // to a Student object

// Calling getName() of the Student object instance String name = ref.getName(); }


Eksempel: Polymorfi

Student og Employee overskriver nu begge getName()

public class Student { public String getName(){

System.out.println(“Student Name:” + name); return name;

}}

public class Employee { public String getName(){

System.out.println(“Employee Name:” + name); return name;

} }


Eksempel: Polymorfi

I main metoden fra før, Student’s getName() metode blive kaldt

Og hvis vi sætter ref til at pege på et Employee objekt vil Employee’s getName() metode blive kaldt


Eksempel: Polymorfi

public static main( String[] args ) {

Student studentObject = new Student(); Employee employeeObject = new Employee();

Person ref = studentObject; //Person ref. points to a Student object

// getName() method of Student class is called String temp= ref.getName();System.out.println( temp );

ref = employeeObject; //Person ref. points to Employee object

//getName() method of Employee class is called String temp = ref.getName();System.out.println( temp );

}


Eksempel: Polymorfi

Nu har vi en static metode ‘printInformation’ der tager en Person reference som parameter.

public static printInformation( Person p ){System.out.println(p.getName());

}


Eksempel: Polymorfi

Vi kan overføre referencer af typen Employee og typen Student til printInformation metoden sålænge de arver fra Person.

public static main( String[] args ){

Student studentObject = new Student();Employee employeeObject = new Employee();

printInformation( studentObject );

printInformation( employeeObject );}


Fordele ved polymorfi

Forenkling I en familie af subklasser er det muligt at ignorere type-

specifikke detaljer og kun interagere med superklassen Selv om man i koden betragter en reference som et objekt af

superklassen, så kan det ivirkelighed være superklassen eller en af dens arvninger

Dette gør lettere at skrive, og lettere at forstå


Fordele ved polymorfi

Udvidelse Nye subklasser kan tilføjes familien på et senere tidspunkt,

og objekterne af disse klasser vil stadig fungere sammen med den eksisterende kode


3 former for polymorfi i et Java program

Metode overriding Metoder af en subklasse overskriver metoderne af

superklasse Metode overriding (implementation) af abstract metoder

Abstrakte metoder er metoder,der er angivet, men ikke implementeret i super klassen. Der skal derfor være en subklasse, der implementerer metoden

Metode overriding (implementation) af Java interface Metoder i en konkret klasse implementerer metoderne i et

interface

Om interfaces og abstrakte klasser senere


Hiding metoder

Hvis en subklasse omdefinerer en klasse metode (static) med samme signatur som super klassen kaldes det hiding, dvs. den skjuler super klassens metode.

Det ligner metode overskrivning, men det er det ikke: Ved metode overskrivning er der dynamisk binding, dvs. at

hvis et objekt af en subklasse sættes ind på superklassens plads, så bliver subklassens metode kørt

Ved metode hiding er det statisk binding. Dvs. at i ovennævnte situation vil superklassens metode blive kørt

Demo


Type

En instans af en given type kan bruges de steder hvor typen eller suppertypen er erklæret

Eksempel: student1 objektet en “type” af CsStudent, Student, og Person student1 objektet kan bruges de steder hvor der er erklæret en

instans af CsStudent, Student, eller Person. Dette giver mulighed for polymorfi


Implicit Type Casting Et objekt af en subklasse kan tildeles en variabel, der er

erklæret som en parent Dette gøres implicit fordi objektet er en slags af parent Eksempel

Student klassen arver fra Person klassen CsStudent klassen arver fra Student klassen

CsStudent csStudent = new CsStudent();

Student student = csStudent; // Implicit type casting

Person person = csSstudent; // Implicit type casting

Object object = tuftsstudent; // Implicit type casting


Explicit Type Casting

Et objekt af en superklasse kan tildeles en variabel, der er erklæret som en subklasse gennem eksplicit type casting.

En superklasse er ikke en slags subklasse, f.eks er et pattedyr ikke en slags hund At undlade casting vil medføre en kompileringsfejl Compiler vil gennem casting sikre at du ved det er en slags

hund

Person person1 = new Student();

Student student1 = (Student) person1; // Explicit type casting


Runtime Type Mismatch Exception

Selv man bruger casting, kan der stadig komme runtime fejl Example

Student og Teacher arver begge fra Person


Person person2 = new Teacher();

Student student1 = (Student) person1; // Explicit type casting

// No compile error, but runtime type mismatch exception

Student student2 = (Student) person2;


Brug instanceof til at forhindre runtime fejl


Person person2 = new Teacher();

// Do the casting only when the type is verified

if (person2 instanceof Student) {

Student student2 = (Student) person2;

}


Final klasser

Klasser der ikke kan arves fra For at erklære final klasser, skriv:

public final ClassName{. . .

}

Eksempler på klasser i Java api’et er String og wrapper klasser f.eks Integer.

Man kan ikke arve fra String


Final Metoder

Metoder der ikke kan overskrives

public final [returnType] [methodName]([parameters]){. . .

}

Static metoder er automatisk final

09 – arv og polymorfi i java

Documents