První program v Javě, třída, objekt

Tomáš Pitner, upravil Marek Šabo
tomp@fi.muni.cz

Program "Hello World!"

  • Abychom měli kam náš kód psát, vytvoříme třídu Demo s hlavní funkci main, která se zavolá při spuštění programu.
public class Demo {
   public static void main(String[] args) {
      System.out.println("Hello World!");
   }
}
  • Metoda main musí být veřejná (public), statická (static) a nevrací žádnou hodnotu (void). Klíčová slova pochopíte časem, není to teď důležité.
  • Metoda musí mít parametry typu String (řetězec), které se předávají při spuštění z příkazového řádku do pole String[] args.

Motivace třídy I

  • Jak reprezentovat složitou strukturu, aby se s ní dobře pracovalo?
  • Příklad: Osoba s jménem a rokem narození
class Person {
   String name;
   int yearBorn;
}
  • Části objektu nastavíme i zjistíme stejným způsobem jako v jazyce Python:
k.name = "Karel"; // set name to Karel
String karelsName = k.name; // get name value
Jednotlivé části (jméno, rok narození) nazýváme atributy.

Motivace třídy II

  • Někdy bychom rádi měli funkce, které pracují přímo s částmi struktury.
  • Pamatujeme si rok narození, ale co když chceme zjistit věk?
  • Jak lehce zjistit informace o naší struktuře — třídě?
class Person {
   String name;
   int yearBorn;
   int getAge() {
     return 2017 - yearBorn;
   }
   void printNameWithAge() {
     System.out.println("I am " + name + " and my age is " + getAge());
   }
}

Vlastnosti třídy

  • Třída představuje strukturu, která má atributy a metody.

    Atributy

  • jsou nositeli datového obsahu, údajů, "pasivních" vlastností objektů
  • to, co struktura má, z čeho se skládá, např. auto se skládá z kol

  • definují stav objektu

    Metody

  • jsou nositeli "výkonných" vlastností, schopností objektů něco udělat
  • to, co dokáže struktura dělat — pes dokáže štěkat, osoba dokáže mluvit
  • definují chování objektu (může být závislé na stavu)

Vytvoření konkrétní osoby

  • Máme třídu Person, to je něco jako abstraktní šablona pro objekty—​osoby.
  • Jak vytvořím konkrétní osobu s jménem Jan?
public class Demo {
 public static void main(String[] a) {
   Person jan = new Person();
   jan.name = "Jan";
   jan.yearBorn = 2000;
   System.out.println(jan.name);
   System.out.println(jan.yearBorn);
 }
}
  • Třída Person má vlastnost name a age.
  • Objekt jan typu Person má vlastnost name s hodnotou Jan a yearBorn s hodnotou 2000.

Objekt

  • Jak se ta konkrétní věc jmenuje?

    • Objekt je jeden konkrétní jedinec příslušné třídy.
    • Všechny vytvořené objekty nesou stejné vlastnosti, např. všechny objekty třídy Person mají vlastnost name.
    • Vlastnosti mají však pro různé lidi různé hodnoty — lidi mají různá jména.

  • TIP: Konkrétní objekt určité třídy se odborně nazývá instance této třídy.

Vytváření objektů

  • Co znamená new Person()?
  • Proč musíme psát Person jan = new Person() a ne jen Person jan?
Person jan = new Person();
// why not just:
Person jan;
  • Pouhá deklarace proměnné objektového typu (Person jan;) žádný objekt nevytvoří.
  • K vytvoření složí operátor new.

Co se děje při vytváření objektů přes new

  • Alokuje se paměť v oblasti dynamické paměti, tedy na haldě (heap).
  • Vytvoří se tam objekt a naplní jeho atributy výchozími (default) hodnotami.
  • Zavolá se speciální metoda objektu, tzv. konstruktor, který objekt dotvoří.

Konstruktor

  • Slouží k "oživení" vytvořeného objektu bezprostředně po jeho vytvoření:

    • Jednoduché typy, jako například int, se vytvoří a inicializují samy a konstruktor nepotřebují.
    • Složené typy, objekty, je potřeba vždy zkonstruovat!

  • Operátor new vytvoří prázdný objekt typu Person a naplní jeho atributy výchozími (default) hodnotami.
  • Další přednáška bude věnována konstruktorům, kde se dozvíte víc.

Třída a objekt

Třída
  • Je komplexní struktura, reprezentuje prvky z reálného světa (např. pes, člověk).
  • Je určitý vzor pro tvorbu podobných objektů (konkrétních psů či lidí).
  • Definice třídy sestává převážně z atributů a metod (říkáme jim také prvky nebo členy třídy).
  • Skutečné objekty této třídy pak budou mít prvky, které byly ve třídě definovány.
Objekt
  • Objekty jsou instancemi "své" třídy vytvořené dle definice třídy a obsahující atributy.
  • Vytváříme je operátorem new.
  • Odkazy na vytvořené objekty často ukládáme do proměnné typu té třídy, např. Person jan = new Person();

Komplexnější příklad I

Následující třída Account modeluje jednoduchý bankovní účet.

  • Každý bankovní účet má jeden atribut balance, který reprezentuje množství peněz na účtu.

  • Pak má metody:

    • add přidává na účet/odebírá z účtu
    • writeBalance vypisuje zůstatek
    • transferTo převádí na jiný účet

Komplexnější příklad II

class Account {
   double balance; // 0.0
   void add(double amount) {
      balance += amount;
   }
   void writeBalance() {
      System.out.println(balance);
   }
   void transferTo(Account whereTo, double amount) {
      balance -= amount;
      whereTo.add(amount); // whereTo is another account
   }
}
  • Metoda transferTo pracuje nejen se svým "mateřským" objektem, ale i s objektem whereTo předaným do metody.

Komplexnější příklad III

Příklad použití třídy Account:

public static void main(String[] args) {
   Account petrsAccount = new Account();
   Account ivansAccount = new Account();

   petrsAccount.add(100.0);
   ivansAccount.add(20.0);

   petrsAccount.transferTo(ivansAccount, 30.0);

   petrsAccount.writeBalance(); // 70.0
   ivansAccount.writeBalance(); // 50.0
}

println vs. return

  • Pozor na rozdíl mezi vypsáním řetězce a jeho vrácením:
void writeString() {
  System.out.println("Sample text"); // writes it
}
String returnString() {
  return "Sample text"; // does not write it
}
← →

/