09 – arv og polymorfi i java
DESCRIPTION
09 – Arv og polymorfi i java. Hvordan arv og polymorfi implementeres 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 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
09 – Arv og polymorfi i java
Hvordan 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
3NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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.
4NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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 = "";
}. . . .
}
5NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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”); }. . . .
}
6NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
7NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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.
8NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
9NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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() ...
10NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
Eksempel på klasse hierarki
11NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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.
12NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
13NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
14NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
Eksempel forsat
Program flowet er:
15NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
“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");}
16NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
“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”);
}
17NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
18NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
Eksempel: Overriding metoder
Der er følgende metode i super klassen Person:
public class Person { : : public String getName(){
System.out.println("Parent: getName"); return name;
} }
19NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
20NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
21NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
22NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
23NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
24NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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(); }
25NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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;
} }
26NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
27NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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 );
}
28NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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());
}
29NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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 );}
30NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
31NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
32NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
33NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
34NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
35NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
36NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
37NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
Runtime Type Mismatch Exception
Selv man bruger casting, kan der stadig komme runtime fejl Example
Student og Teacher arver begge fra Person
Person person1 = new Student();
Person person2 = new Teacher();
Student student1 = (Student) person1; // Explicit type casting
// No compile error, but runtime type mismatch exception
Student student2 = (Student) person2;
38NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
Brug instanceof til at forhindre runtime fejl
Person person1 = new Student();
Person person2 = new Teacher();
// Do the casting only when the type is verified
if (person2 instanceof Student) {
Student student2 = (Student) person2;
}
39NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
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
40NOEA 2009Java-kursus – Arv og polymorfi i java
Final Metoder
Metoder der ikke kan overskrives
public final [returnType] [methodName]([parameters]){. . .
}
Static metoder er automatisk final