Vtip

Dědičnost. Nejlepší objektově-orientovaný způsob, jak zbohatnout.

Dědičnost

  • Objektové třídy jsou obvykle podtřídami, tj. speciálními případy jiných tříd:

class Subclass extends Superclass
class DogKeeper extends Person {
// methods & attributes for DogKeeper
// in addition to Person
}

  • Všechny objekty typu DogKeeper jsou současně typu Person.

Person p = new DogKeeper("Karel");

V Javě dědí každá třída od třídy Object.

Definice

  • Nadtřída = superclass, "bezprostřední předek", "rodičovská třída"

  • Podtřída = subclass, "bezprostřední potomek", "dceřinná třída"

    • je specializací své nadtřídy

    • přebírá vlastnosti nadtřídy

    • zpravidla přidává další vlastnosti, čímž nadtřídu rozšiřuje (extends)

Správné použití

  • Dědičnost by měla splňovat vztah je (is a) — Chovatel psa je osoba.

  • Při atributech třídy se používá vztah má (has a) — Osoba má jméno.

Proč používat dědičnost?

  • Abychom zohlednili konceptuální vztah obecnější vs. speciálnější typ.

  • Abychom se vyhnuli opakování kódu a dosáhli znovupoužití (= kód metod a atributů se podědí, nemusíme jej znovu psát).

  • Mělo by platit oboje, aby mělo smysl dědičnost použít.

Tranzitivní dědění

Dědění může být vícegenerační:

public class Manager extends Employee { ... }

public class Employee extends Person { ... }

Manažer podědí metody a atributy ze třídy Zaměstnanec i Osoba.

Vícenásobná dědičnost

  • Java vícenásobnou dědičnost u tříd nepodporuje!

  • Důvodem je problém typu diamant:

class DoggyManager extends Employee, DogKeeper { }
class Employee  { public String toString() { "Employee";  } }
class DogKeeper { public String toString() { "DogKeeper"; } }

DoggyManager().toString(); // we have a problem!

  • Vícenásobná dědičnost je možná jedině u rozhraní (metody zatím nemají definovanou implementaci).

Dědičnost a vlastnosti tříd

  • Dědičnost (v kontextu Javy) znamená:

    1. potomek dědí všechny vlastnosti nadtřídy

    2. poděděné vlastnosti potomka se mohou změnit (např. překrytím metody)

    3. potomek může přidat další vlastnosti

  • Pozn.: Vlastnosti třídy = metody & atributy třídy

Dědičnost vs. rozhraní

Dědičnost

  • vyhýbáme se duplikaci kódu

  • kód je kratší

  • když potřebuji upravit předka, musím upravit změny ve všech potomcích, co může být netriviální

Použití rozhraní

  • méně závislostí, více kódu

  • více používné v praxi

Příklad s Account

  • Vylepšíme třídu Account tak, aby zůstatek nebyl nižší než minimální zůstatek

  • Realizujeme tedy změnu metody debit pomocí jejího překrytí (overriding)

  • Stará třída Account:

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

Nová třída CheckedAccount

public class CheckedAccount extends Account {
  private int minimalBalance;
  public CheckedAccount(Person owner, int minBal, int initBal) {
    super(owner, initBal); // calling Account constructor
    if(initBal < minBal) { // is initial balance sufficient?
       throw new IllegalArgumentException("low initial balance");
    }
    this.minimalBalance = minBal;
  }

  @Override
  public boolean debit(int amount) {
    // check min. balance
    if(getBalance() - amount >= minimalBalance) {
       return super.debit(amount); // the debit is deducted
    } else return false;
  }
}

Co tam bylo nového

  • Klíčové slovo extends značí, že třída CheckedAccount je potomkem (subclass) třídy Account.

  • Konstrukce super.metoda(…​); značí, že je volána metoda předka, tedy třídy Account.

  • Kdyby se super nepoužilo, zavolala by se metoda debit třídy CheckedAccount a program by se zacyklil!

V konstruktoru potomka je vždy nutno zavolat konstruktor předka, protože se v něm inicializují vlastnosti dané třídy.
Konstruktor předka je nutno zavolat jako první, protože by se pak dali použít vlastnosti, které zatím nejsou nainicializované.

Repl.it demo k dědičnosti - bankovní účty

Namísto dědění lze použít skládání (kompozice)

Často se používá skládání (kompozice) objektů, kdy objekt nedědí, ale nese odkaz na jiný objekt.

public class CheckedAccount {

  private int minimalBalance;
  private Account account;

  public CheckedAccount(Person owner, int minBal, int initBal) {
    account = new Account(owner, initBal);
    ...
  }
  // account.debit(amount)
}

  • Kompozicí se zabývá navazující kurz PV168 Seminář Javy.

  • Problémy s hierarchiemi dědičnosti pomocí kompozice řeší některé návrhové vzory, např.

    • Bridge: Řešení exploze podtříd rozdělením problémové domény na abstrakci a implementaci

    • Decorator: Variantnost chování je přesunuta z podtříd do spolupráce několika malých objektů za běhu

Repl.it demo k dědičnosti - geometrické útvary