Dědičnost

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

Dědičnost

  • V realitě často vidíme, že objektové třídy jsou podtřídami, speciálními případy jiných:

    • všechny objekty podtřídy jsou zároveň objekty nadtřídy, např. každý objekt typu (třídy) DogKeeper je současně typu Person nebo
    • např. každý objekt typu (třídy) Dog je současně typu Pet

  • Někdy to chce realitu trochu zjednodušit, např. zde předpokládat, že v našem výseku reality neexistují psi "nedomácí".

Podtřída

  • Podtřída (říká se též potomek, dceřinná třída, subclass) je tedy specializací, zjemněním své nadtřídy (předka),
  • přebírá její vlastnosti,
  • zpravidla přidává další, čímž svou nadtřídu rozšiřuje (extends).

V Javě je každá uživatelem definovaná třída potomkem nějaké jiné — neuvedeme-li předka explicitně, je předkem vestavěná třída Object.

Správné použití

  • Dědičnost je správně použita jen tehdy, když opravdu můžeme říci, že každý objekt podtřídy je současně objektem nadtřídy,
  • např. DogKeeper je současně Person.
  • Pokud to realitě neodpovídá, není dědičnost na místě.
  • Často se pak popužívá skládání (kompozice) objektů, kdy objekt nedědí, ale nese odkaz na jiný objekt.

Proč se dědičnost používá

  • Abychom zohlednili konceptuální vztah obecnější vs. speciálnější typ.
  • Abychom se pomocí toho vyhnuli opakování kódu a dosáhli znovupoužití (= kód metod a atributů se podědí, nemusí jej znovu psát).
  • Většinou by mělo platit oboje, aby mělo smysl dědičnost použít.

Terminologie dědičnosti

  • Nadtřídě (superclass) se také říká "bezprostřední předek", "rodičovská třída"
  • Podtřídě (subclass) se také říká "bezprostřední potomek", "dceřinná třída"
  • Dědění může mít i více "generací", např.
  • Person ← Employee ← Manager
  • Osoba je rodičovskou třídou zaměstnance, ten je rodičovskou třídou manažera.
  • Přeneseně tedy předkem (nikoli bezprostředním) manažera je člověk.

Jak zapisujeme dědění

  • Klíčovým slovem extends:

    public class Employee extends Person {
   // ... popis vlastností (proměnných, metod...)
   // zaměstnance navíc oproti (obecnému) člověku...
}

Dědičnost a vlastnosti tříd (1)

  • Jak víme, třídy popisují skupiny objektů podobných vlastností.

  • Třídy mohou mít tyto skupiny vlastností:

    • Metody - procedury/funkce, které pracují (především) s objekty této třídy
    • Atributy - pojmenované datové prvky (hodnoty) uchovávané v každém objektu této třídy

  • Vlastnosti jsou ve třídě "schované", tzv. zapouzdřené (encapsulated)
  • Co v tomto přináší dědičnost?

Dědičnost a vlastnosti tříd (2)

Dědičnost (alespoň v javovém smyslu) znamená, že dceřinná třída (podtřída, potomek):

  1. má (tj. zdědí) všechny vlastnosti (metody, atributy) nadtřídy,
  2. některé zděděné vlastnosti v potomkovi může měnit (překrytím metody),
  3. případně v potomkovi přidává další vlastnosti (metody, atributy).

Příklad s Account

Cíl: vylepšit třídu Account (demo 05_Account)

  • Zdokonalíme náš příklad s účtem tak, aby si účet "hlídal", kolik se z něj převádí peněz, aby zůstatek nebyl nižší než povolený minimální
  • Realizujeme tedy změnu jedné z vlastností — metody debit — pomocí jejího překrytí (overriding)
  • Zdokonalenou verzi třídy Account nazveme CheckedAccount

Třída Account

public class Account implements Informing {
   private int balance;
   ...
   public boolean debit(int amount) {
      if(amount <= 0) return false;
      balance -= amount;
      return true;
   }
}

Třída CheckedAccount

public class CheckedAccount extends Account {
   // now it remembers also minimal balance
   private int minimalBalance;
   public CheckedAccount(Person owner, int minBal, int initBal) {
      // original initialization of Account
      super(owner, initBal);
      if(initBal < minBal) { // enough initial balance?
         throw new IllegalArgumentException("initial balance < minimal");
      }
      this.minimalBalance = minBal;
   }
   public boolean debit(int amount) {
      // min. balance is checked
      if(getBalance() - amount >= minimalBalance) {
         return super.debit(amount);   // if kept, the debit is deducted
      } else return false;             // otherwise not
   }
}

Co tam bylo nového

  • Klíčové slovo extends značí, že třída CheckedAccount je potomkem/podtřídou/rozšířením/dceřinnou třídou (subclass) třídy Account.
  • Konstrukce super.metoda(…​); značí, že je volána metoda rodičovské třídy/předka/nadtřídy, tedy třídy Account.
  • Kdyby se to super nepoužilo, zavolala by se metoda debit třídy CheckedAccount a program by se zacyklil!
← →

/