Program "Hello World!"

  • Abychom měli kam náš kód psát, vytvoříme třídu Demo s hlavní funkci main, která se zavolá při spuštění programu.

  • V Javě nestačí výkonný kód (příkazy) umístit jen tak do zdrojového souboru.

  • V Javě sice existuje možnost interaktivní práce "REPL" (read-eval-print-loop), ale moc se nepoužívá.

  • V praxi tedy většinou napíšeme kód aspoň do statické metody main v nějaké třídě.

public class Demo {
   public static void main(String[] args) {
      System.out.println("Hello World!");
   }
}

Program "Hello World!" - proč a jak main

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?

public class Person {
   private String name;
   private int yearBorn;
   public int getAge() {
     return 2018 - yearBorn;
   }
   public void printNameWithAge() {
     System.out.println("I am " + name + " and my age is " + getAge());
   }
}

Modifikátory public a private

V kódu třídy se nyní objevila klíčová slova public a private. Nemají vliv na funkcionalitu, ale na "viditelnost", na možnost či nemožnost z jiného kódu danou třídu nebo její vlastnost vidět a použít. Logicky public půjde použít vždy a odevšad.

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, nesou informace o 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 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);
 }
}

Poznámky k příkladu Demo

  • Třída Person má vlastnost name a age, to jsou její atributy.

  • Objekt jan typu Person má vlastnost name s hodnotou Jan a yearBorn s hodnotou 2000.

  • Klíčová slova public a private vám z Pythonu nejsou známá, zde v Javě i jiných jazycích označují "viditelnost" položky — jednoduše řečeno, co je veřejné a co soukromé.

  • Soukromé (private) atributy "vidíme" jen z metod třídy, v níž jsou uvedeny.

Objekt

  • 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.

  • Konkrétní objekt určité třídy se také nazývá instance (jedincem) své třídy.

Deklarace vs 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;

Deklarace sama nic nevytvoří

  • Pouhá deklarace proměnné objektového typu (Person jan) žádný objekt nevytvoří.

  • Pouze nám to pojmenuje místo pro odkaz, který následně naplníme odkazem na skutečně vytvořený objekt.

  • K vytvoření tohoto objektu slouží 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 hodnotami.

  • Zavolá se speciální metoda objektu, tzv. konstruktor, který objekt dotvoří.

Repl.it demo k třídám a objektům

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!

  • V našem příkladu s osobou operátor new vytvoří prázdný objekt typu Person a naplní jeho atributy výchozími (default) hodnotami.

  • Další přednáška bude věnována konstruktorům, kde se dozvíte víc.

Třída vs objekt

Třída

  • Reprezentuje obecně více prvků 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

public class Account {
   private double balance; // 0.0
   public void add(double amount) {
      balance += amount;
   }
   public void writeBalance() {
      System.out.println(balance);
   }
   public 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 - definice vs. použití třídy

  • Třída sama je definovaná v samostatném souboru Account.java.

  • Její použití pak třeba v Demo.java.

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

println vs. return

  • Pozor na rozdíl mezi vypsáním řetězce a jeho vrácením:

public void writeString() {
  System.out.println("Sample text"); // writes it
}
public String returnString() {
  return "Sample text"; // does not write it
}