Rozhraní Motivace • Jsou objektové jazyky, kde vůbec rozhraní nemáme. • Jsou dokonce objektové jazyky, kde nemáme ani třídy (JavaScript). • Většinou ale třídy jsou, u většiny OO jazyků: Java, C++, C#, Python, Ruby… • Přímočaré řešení je pak použít na implementaci nějaké potřebné funkčnosti třídu. • Problém je, že někdy máme takový požadavek na funkčnost, který se jednou třídou špatně implementuje, resp. evidentně potřebujeme více zcela různorodých tříd, které budou tento požadavek plnit. • Příklad: požadavkem je, aby objekty uměly o sobě sdělit informace, tedy aby měly třeba metodu retrieveInfo(). • Zcela jistě existuje mnoho typů objektů, které o sobě umějí informovat — od psa až po laserovou tiskárnu :-) • Tudíž ani není možné všechny třídy objektů, které o sobě umějí informovat, chápat jako podtřídy jedné třídy "UmímOSoběInformovat". V Javě navíc třída smí mít pouze jednu rodičovskou třídu/předka (=dědit jen z jedné rodičovské), tzn. bychom tím "spotřebovali" možného předka a žádného jiného předka už bychom nikde nemohli mít. Příklad jednoduchého rozhraní • Velmi jednoduché rozhraní s jedinou metodou: // Informing = can describe information about itself public interface Informing {   // this method is used for describing   String retrieveInfo(); } Přesněji k rozhraní • Rozhraní (interface) je seznam metod (budoucích) tříd objektů. • Neobsahují vlastní kód těchto metod. • Je to tedy seznam hlaviček metod s popisem, co přesně mají metody dělat, typicky dokumentačním komentářem. 1 • Rozhraní by nemělo příliš smyslu, kdybychom neměli třídy, které jej naplňují, realizují, přesněji implementují • Říkáme, že třída implementuje rozhraní, pokud obsahuje všechny metody, které jsou daným rozhraním předepsány. ◦ třída implementuje rozhraní = objekt dané třídy se chová jak rozhraní předepisuje, ◦ např. osoba nebo pes se chová jako běhající Deklarace rozhraní • Stejně jako třída, jedině namísto slova class je interface. • Všechny metody v rozhraní přebírají viditelnost z celého rozhraní: ◦ viditelnost hlaviček metod není nutno psát; ◦ rozhraní v našem kurzu budou pouze public (není to vůbec velká chyba tak dělat stále). • Těla metod v deklaraci rozhraní se nepíší vůbec, ani složené závorky, jen středník za hlavičkou. // Informing = can describe information about itself public interface Informing {   // this method is used for describing   String retrieveInfo(); } Implementace rozhraní • Třídy Person a Donkey implementují rozhraní Informing: public class Person implements Informing {   public String retrieveInfo() {   return "People are clever.";   } } public class Donkey implements Informing {   public String retrieveInfo() {   return "Donkeys are simple.";   } }  Když třída implementuje rozhraní, musí implementovat všechny jeho metody! 2 Použít při deklaraci typu rozhraní namísto třídy public void printInfo(Informing informing) {   System.out.println("Now you learn the truth!");   System.out.println(informing.retrieveInfo()); } ... Person p = new Person(); printInfo(p); ... Donkey d = new Donkey(); printInfo(d); • Parametr metody je typu rozhraní, můžeme tam tedy použít všechny třídy, které ho implementují. • To je velice časté a užitečné používat jako typ parametru rozhraní; je z toho pak dobře vidět, že daný objekt používáme jako instanci implementující určité rozhraní a konkrétní třída nás u použití nezajímá. "Přetypování" obecně • Java má podobně jako většina jiných jazyků operátor pro "přetypování" (type cast). • Píše se buďto a) (typ) hodnota nebo b) (typ) odkaz_na_objekt podle toho, co "přetypováváme". • Jeho fungování se zásadně liší podle toho, zda jde o a) o primitivní hodnotu nebo b) odkaz na objekt. ** Typová kontrola odkazů na objekty • U "přetypování" odkazů na objekty se ve skutečnosti nejedná o změnu obsahu objektu, nýbrž pouze o potvrzení, tzn. běhovou typovou kontrolu, že běhový typ objektu je ten požadovaný, na nějž "přetypováváme". • Jde tedy o potvrzení faktu, že pracujeme s objektem skutečného typu, jaký potřebujeme. • Sdělujeme překladači "Hele, já vím, že jde o osobu, tak s tím pracuj jako s osobou". • Když běhová kontrola případně selže (tedy nikoli v době překladu,ale až při spuštění), je vyvolána výjimka a běh programu přerušen. Příklad - typová kontrola odkazů 3 Person p = new Person(); // OK, p je třídy Person a ta implementuje Informing. Informing i = (Informing) p; // Rovněž OK, protože jakýkoli objekt je // (aspoň nepřímým) potomkem Object. Object o = (Object) i; Přetypování u primitivních typů • U primitivních typů se jedná o skutečný převod hodnoty z původního typu na cílový, o typovou konverzi. • Např. long přetypujeme na int a ořeže se tím rozsah. • korektnost a případnou ztrátu informace za nás pohlídá v některých případech překladač, který samozřejmě zná obecné vlastnosti typů. Projeví se zejména při přetypování čísel. Proměnná typu rozhraní • Můžeme taky vytvořit proměnnou typu rozhraní: public class Person implements Informing {   public String retrieveInfo() {   return "People are clever.";   }   public void emptyMethod() { } } ... Informing i = new Person(); i.retrieveInfo(); // ok i.emptyMethod(); // cannot be done • Proměnná i může používat pouze metody definované v rozhraní (ztrácí metody v třídě Person). • To je opět velice časté a užitečné používat jako typ proměnné rozhraní. Příklad z reálného světa • máme různé tiskárny, různých značek • nechceme psát kód, který ošetří všechny značky, všechny typy • chceme použít i budoucí značky/typy • vytvoříme pro všechny jedno uniformní rozhraní: 4 public interface Printer {   void printDocument(File file);   File[] getPendingDocuments(); } • náš kód bude používat tohle rozhraní, každá tiskárna která ho implementuje, bude kompatibilní • budoucí tiskárny, které rozhraní implementují, ho budou moci používat také Anotace @Override • Pro jistotu, že přepisujeme metodu předepsanou rozhraním a ne jinou, použijeme znovu anotaci @Override: public class Person implements Informing {   @Override   public String retrieveInfo() {   return "People are clever.";   } } Repl.it demo k rozhraním • https://repl.it/@tpitner/PB162-Java-Lecture-04-interfaces-Shapes 5