OOP

1
OOP

• OOP (Object Oriented Programming)
• je založeno na myšlence, že program provádí jisté
  akce nad jistými objekty, které reprezentují data
• dovoluje vytvárení dále rozširitelných
  (otevre-ných) systému
• Pro umožnení objektove orientovaného návr-hu
  poskytují dnešní programovací jazyky (vý-vojová
  prostredí) speciální datové typy
• objektový typ (object) Turbo Pascal 5.0 a vyšší
• trída (class) ObjectPascal (Delphi), C, C,
  Java

2
Programovací jazyk C

• Vyvinutý v rámci platformy MS .NET
• Jedná se o objektove orientovaný jazyk
• Založen na jazycích C a Java
• Syntaxe C je podobná syntaxi jazyka C
• Lze jej využít k tvorbe napr.
• desktopových aplikací
• webových aplikací, webových služeb a stránek
• programu pro mobilní zarízení (PDA, mobilní
  telefony)
• databázových programu

3
Program v jazyce C

• Tvoren trídami a jejich cleny (members)
• Trídy a další datové typy jsou organizovány ve
  jmenných prostorech (namespace) a mo-hou být
  vnorovány do jiných tríd
• Vstupním bodem každého programu v C je metoda
  (funkce obsažená v typu trída) Main
• muže být v programu pouze jedna
• jedná se o statickou metodu
• návratovým typem muže být void nebo int
• muže prijímat parametry z príkazové rádky OS

4
Datový typ trída class (1)

• Datový typ definovaný uživatelem
• Poskytuje mechanismus pro modelování entit, s
  nimiž manipulují aplikace
• Charakterizuje vlastnosti a chování objektu
• Je možné ji definovat pomocí klícového slova
  class
• Muže obsahovat následující cleny
• konstanty (constants)
• datové položky (fields)

5
Datový typ trída class (2)

• metody (methods)
• vlastnosti (properties)
• události (events)
• operátory (operators)
• indexery (indexers)
• konstruktory instance (instance constructors)
• destruktory (destructors)
• statické konstruktory (static constructors)
• vnorené deklarace typu (nested type declarations)

6
Datový typ trída class (3)

• Každý clen uvnitr trídy má svoji tzv.
  prístup-nost (accessibility) urcující, jakým
  zpusobem je nebo není prístupný (viditelný)
  zvencí
• Nejcasteji se používá prístupnost
• public (verejná)
• prístup k danému clenu není nijak omezován
• clen je prístupný uvnitr i vne dané trídy
• private (privátní, soukromá)
• daný clen je prístupný pouze uvnitr trídy, v níž
  je defi-nován
• jedná se o implicitní prístupnost k clenu

7
Datový typ trída class (4)

• Príklad trídyclass Ctverec private int
  strana
• public Ctverec(int pocatecniStrana)
• strana pocatecniStrana
• public int UrciObsah()
• return stranastrana

8
Datový typ trída class (5)

• Na základe datového typu trída lze vytvorit její
  instanci
• Instanci typu trída oznacujeme jako objekt
• Objekt je vytváren pomocí klícového slova new
  (zpusobí vyvolání konstruktoru)
• PríkladCtverec cc new Ctverec(5)neboCtver
  ec c new Ctverec(5)

9
Jmenný prostor (1)

• Jmenný prostor (namespace) predstavuje
  po-jmenovaný kontejner pro další identifikátory
  (napr. trídy)
• Používán k seskupení a k rozlišení
  identifiká-toru
• Ruzné jmenné prostory mohou obsahovat stejné
  identifikátory
• Dva identifikátory se stejným názvem nelze
  zamenit, pokud se nacházejí v ruzných jmen-ných
  prostorech

10
Jmenný prostor (2)

• Jmenný soubor je možné definovat pomocí klícového
  slova namespace
• Každý jmenný prostor má prístup typu public
• Identifikátor lze zprístupnit pomocí oznacení
  jmenného prostoru (jmenných prostoru),
  napr.System.Console.WriteLine()kde
• System jmenný prostor
• Console trída
• WriteLine metoda

11
Jmenný prostor (3)

• Pomocí klícového slova using je možné da-ný
  jmenný prostor zaradit do aktuálního obo-ru
  platnosti
• Pro zprístupnení identifikátoru pak není nutné
  uvádet oznacení jmenného prostoru
• Príkladusing SystemConsole.WriteLine()

12
Pretežování metod

• Pretežování metod overloading
• dovoluje deklarovat více než jedenu metodu se
  stejným oborem platnosti a se stejným jménem
• jedna metoda se tak muže vyskytovat ve více
  variantách
• pretežované metody musí mít rozdílný seznam
  formálních parametru, tj. musí se lišit poctem
  formálních parametru nebo jejich typy
• na základe použitých skutecných parametru (v
  dobe volání) je rozhodnuto, která varianta bude
  použita

13
Preddefinované datové typy (1)

• Jazyk C poskytuje sadu preddefinovaných datových
  typu, které se nachází ve jmenném prostoru System
• Jednotlivé datové typy (vyjma typu string a
  object) jsou synonymy struktur, které obsahují
  metody ? tyto metody lze pomocí teckové notace
  volat
• Všechny tyto struktury poskytují napr. meto-du
  ToString, která umožnuje prevést císelnou hodnotu
  na její textové vyjádrení

14
Preddefinované datové typy (2)
Typ
Popis
Velikost
Typový ekvivalent
sbyte
celocíselný typ
8 b
System.SByte
se znaménkem
short
celocíselný typ
16 b
System.Int16
int
celocíselný typ
32 b
System.Int32
long
celocíselný typ
64 b
System.Int64
byte
celocíselný typ
8 b
System.Byte
bez znaménka
ushort
celocíselný typ
16 b
System.UInt16
uint
celocíselný typ
32 b
System.UInt32
ulong
celocíselný typ
64 b
System.UInt64
float
reálný typ (s jednoduchou presností)
32 b
System.Single
double
reálný typ (s dvojitou presností)
64 b
System.Double
15
Preddefinované datové typy (3)
Typ
Popis
Velikost
Typový ekvivalent
bool
logický (booleovský) typ
8 b
System.Boolean
char
znakový typ (Unicode)
16 b
System.Char
decimal
penežní hodnoty (28 platných císlic)
128 b
System.Decimal
object
koren objektové hierarchie
System.Object
string
posloupnost znaku (retezec)
16 b / znak
System.String

• Poznámka
• datové typy string a object jsou popsány jako
  trídy (nikoliv jako struktury)

16
Hodnotové a referencní typy (1)

• Každý typ v jazyce C je prímo nebo neprí-mo
  odvozen od trídy object
• Hodnotové typy (value types)
• jejich promenné prímo nesou (obsahují) svá data
• každá promenná má svou vlastní kopii dat
• zmena hodnoty jedné promenné neovlivnuje hodnotu
  promenné jiné
• jsou ukládány na zásobníku
• patrí mezi ne vetšina preddefinovaných typu
  (vyj-ma object a string) a výctové typy
• pro vytvorení vlastních hodnotových typu slouží
  struktury

17
Hodnotové a referencní typy (2)

• Referencní (odkazové) typy (reference types)
• jejich promenné ukládají odkaz (referenci) na
  data (objekty)
• pokud dojde k prirazení promenné, tak dojde ke
  zkopírování odkazu
• je možné, aby dve promenné obsahovaly odkaz na
  stejný objekt
• operace nad jednou promennou muže ovlivnit
  objekt, na nejž se odkazuje promenná jiná
• v pameti jsou ukládány na spravované halde
  (managed heap)

18
Predávání parametru metodám (1)

• Parametry predávané hodnotou
• deklarovány bez použití modifikátoru ref nebo out
• u hodnotových typu
• dochází k predání kopie dat ze skutecného
  parametru do parametru formálního
• zmeny provedené uvnitr metody nad formálním
  para-metrem nijak neovlivnují hodnotu parametru
  skutec-ného
• u referencních typu
• dochází pouze k predání odkazu
• jestliže metoda hodnotu prijatého objektu zmení,
  pak se zmena projeví i v puvodním objektu
• skutecný parametr musí být v dobe volání
  inicia-lizovaný, tj. musí mít prirazenou hodnotu

19
Predávání parametru metodám (2)

• Parametry predávané odkazem
• pred formálním i skutecným parametrem musí být
  uveden modifikátor ref
• nedochází k vytvorení nového pametového místa pro
  formální parametr
• formální parametr reprezentuje stejné pametové
  místo, které náleží parametru skutecnému
• všechny zmeny provedené nad formálním para-metrem
  se promítají do parametru skutecného
• skutecný parametr musí být v dobe volání
  inicia-lizovaný, tj. musí mít prirazenou hodnotu

20
Predávání parametru metodám (3)

• Parametry výstupní
• pred formálním i skutecným parametrem musí být
  uveden modifikátor out
• podobné chování jako u parametru predávaných
  odkazem
• všechny zmeny provedené nad formálním para-metrem
  se promítají do parametru skutecného
• skutecný parametr nemusí být v dobe volání
  ini-cializovaný, tj. nemusí mít prirazenou
  hodnotu
• v prubehu metody mu musí být prirazena hodnota

21
Principy OOP

• Objektove orientované programování vychá-zí ze
  trech základních principu (rysu)
• zapouzdrení (encapsulation)
• dedicnost (inheritance)
• polymorfismus

22
Zapouzdrení

• Trída muže obsahovat libovolné množství clenu
• Pri správném objektove orientovaném prístu-pu by
  však mela být data skryta (zapouzdrena) uvnitr
  trídy
• K jednotlivým objektum by se melo pristupo-vat
  prostrednictvím metod nebo vlastností
• Toto snižuje nebezpecí vzniku chyby a umož-nuje
  tvurci modifikovat vnitrní reprezentaci trídy

23
Dedicnost (1)

• Jedná se o prostredek, který umožnuje dosáh-nout
  snadné rozširitelnosti a znovupoužitel-nosti již
  existujících cástí programu
• Dovoluje definovat novou trídu (B), která vznikne
  pouze pridáním nových clenu k tem, které již byly
  definovány v rámci jiné trídy (A)
• Trída
• A se stává bezprostredním predkem trídy B
• B je bezprostredním potomkem trídy A

24
Dedicnost (2)

• Necht je dána trídaclass Datum private byte
  den, mesic private ushort rok public
  Datum(byte d, byte m, ushort r) public
  string GetDatum() public bool
  JePrestupnyRok()
• Na jejím základe lze definovat jejího potomka

25
Dedicnost (3)

• Informace o bezprostredním predkovi se zapi-suje
  v definici trídy (za jejím názvem odde-lena
  dvojteckou)
• Príkladclass DatumRoz Datum public
  DatumRoz (byte d, byte m, ushort r)
  base(d, m, r) public void PrictiDen()
  public void OdectiDen() private byte
  DniVMesici()

26
Dedicnost (4)

• Jestliže trída B je potomkem trídy A, tak jsou
  tríde B automaticky dostupné všechny cleny (vyjma
  konstruktoru instancí, statických kon-struktoru a
  destruktoru ) trídy A, aniž by bylo nutné je
  znovu definovat
• Ríkáme, že trída B dedí cleny trídy A
• Jestliže pri definici trídy v jazyku C
  neuve-deme žádného predka, je jejím predkem
  auto-maticky trída object (System.Object)

27
Dedicnost (5)

• Každá definovaná trída automaticky dedí cleny
  definované ve tríde object (napr. metodu
  ToString)
• Zdedené datové položky bývají obvykle
  inicia-lizovány vyvoláním konstruktoru predka
• Konstruktor predka se volá pomocí klícového slova
  base, které je uvedeno za hlavickou konstruktoru
  potomka (oddeleno dvojteckou)
• Príkladpublic DatumRoz(byte d, byte m, ushort
  r) base(d, m, r)

28
Dedicnost (6)

• Platí, že promenné typu trída A (predchudce) je
  možné priradit promennou typu trída B
  (následníka) opacné prirazení není možné
• Lze provést prirazení tvaru
• objekt predka objekt potomka
• PríkladDatum d new Datum(1, 1,
  2000)DatumRoz dRoz new DatumRoz(2, 8,
  2010)d dRoz

29
Polymorfismus (1)

• Rys umožnující, aby akce uskutecnované nad
  ruznými objekty byly pojmenovány stejne, pricemž
  ale jejich realizace je ruzná (podle toho, nad
  kterým objektem se provádejí)
• Nástrojem pro realizaci polymorfismu jsou tzv.
  virtuální metody
• Virtuální metody
• obsahují ve své definici klícové slovo virtual
• implementace virtuálních metod muže být na úrovni
  potomka nahrazena implementací jinou

30
Polymorfismus (2)

• umožnují volat ruzné verze stejné metody na
  zá-klade typu objektu urceného dynamicky za behu
  programu
• proces nahrazení implementace zdedené virtuální
  metody se oznacuje jako predefinování (potlacení,
  overriding) metody
• metoda realizující odlišnou implementaci na
  úrov-ni potomka musí ve své definici obsahovat
  klícové slovo override
• nová implementace metody (na úrovni potomka) muže
  volat puvodní implementaci téže metody (na úrovni
  predka) pomocí klícového slova base, jež se
  zapisuje v príkazové cásti metody

31
Polymorfismus (3)

• poznámky
• klícová slova virtual a override nelze použít u
  soukromých (privátních) metod
• signatura metody, která provádí predefinování,
  musí být stejná (vcetne návratového typu) jako
  signatura puvodní metody
• metoda s klícovým slovem override je rovnež
  vir-tuální a muže být na úrovni dalšího potomka
  opet pre-definována

32
Vlastnosti (1)

• Cleny trídy umožnující prístup k
  charakteris-tickým atributum objektu nebo trídy,
  napr.
• délka retezce
• velikost fontu
• titulek okna
• jméno zákazníka
• apod.
• Predstavují rozšírení datových položek
• pojmenované cleny s daným datovým typem
• používají stejnou syntaxi pro své zprístupnení

33
Vlastnosti (2)

• Na rozdíl od datových položek nereprezentují
  pametové místo pro uložení hodnoty
• Prekladac automaticky prevádí zprístupnení
  vlastností na volání prístupových metod
• Prístupové metody specifikují príkazy, jež mají
  být provedeny pri
• ctení hodnoty vlastnosti
• zmene hodnoty vlastnosti (zápisu)

34
Vlastnosti (3)

• Prístupové metody jsou zapisovány pomocí
  klícových slov
• get uvozuje prístupovou metodu pro ctení
• set uvozuje prístupovou metodu pro zápis
• Zapisovaná data jsou prístupovým metodám (set)
  predávána pomocí vestaveného (skry-tého)
  parametru value
• Konvence
• soukromé datové položky jsou psány s malým
  po-cátecním písmenem, zatímco verejné vlastnosti
  s pocátecním písmenem velkým

35
Vlastnosti (4)

• Príkladclass Ctverec private int
  strana public int Strana get
  return strana set
• strana value

36
Vlastnosti (5)

• Necht je dána deklaraceint sCtverec c new
  Ctverec(5)
• Vlastnost Strana lze zprístupnit
• pro ctení napr.s c.Strana (volá
  c.Strana.get)
• pro zápis napr.c.Strana 2s (volá
  c.Strana.set)
• Vlastnost muže obsahovat pouze metodu
• get vlastnost urcena jen pro ctení
• set vlastnost urcena jen pro zápis

37
Vlastnosti (6)

• Omezení vlastnosti
• vlastnost nelze použít jako parametr s
  modifiká-torem ref nebo out (za vlastností se
  skrývá prí-stupová metoda nikoliv pametové místo)
• vlastnost muže obsahovat jednu prístupovou
  me-todu get a jednu prístupovou metodu set
  (ne-smí obsahovat žádné jiné metody, datové
  polož-ky nebo vlastnosti)
• prístupové metody nesmí prijímat žádné paramet-ry
  (zapisovaná data jsou u metody set predává-na
  prostrednictvím value)
• u vlastností nelze používat modifikátor const

38
Vlastnosti (7)

• Jestliže metody get, resp. set provádejí pouze
  operace, které slouží k prectení, resp. prirazení
  do datové položky, pak je možné jejich príkazovou
  cást vynechat
• Príkladclass Ctverec public int Strana
  get set

39
Události (1)

• Cleny trídy umožnující objektu nebo tríde
  reagovat na zprávy (události)
• Program muže definovat metody, které mají za úkol
  zpracovat príchozí zprávy, napr.
• stisknutí klávesy
• stisknutí tlacítka myši
• pohyb myši
• apod.
• Metoda realizující zpracování (obsluhu) zprá-vy
  (reagující na zprávu) se oznacuje jako tzv. event
  handler (obslužná metoda)

40
Události (2)

• Parametry obslužné metody musí odpovídat definici
  prototypu funkce, která se nazývá delegát
  (delegate, zástupce)
• Definice
• delegáta se provádí pomocí delegate
• události pomocí klícového slova event
• Metod obsluhujících události muže být více a
  jejich návratovým typem je typ void
• Odkaz na obslužnou metodu se
• do události vkládá pomocí operátoru
• z události odebírá pomocí operátoru -