Konstruktory

Tomáš Pitner, Radek Ošlejšek

Konstruktory

  • Konstruktory jsou speciální metody volané při vytváření nových objektů (=instancí) dané třídy.

  • V konstruktoru se typicky inicializují atributy (proměnné) objektu.

  • Konstruktory lze volat jen ve spojení s operátorem new k vytvoření nového objektu.

Konstruktory v Pythonu a Javě

  • V Pythonu jsou to metody def init(self):

  • V Javě se jmenují přesně stejně jako jejich třída (a bez návratového typu)

  • Konstruktorů v jedné třídě může být více - musí se pak lišit počtem, evt. typem parametrů

Příklad třídy s konstruktorem v Pythonu

class Person:
	# default constructor
	def __init__(self, name):
		self.name = name

Příklad třídy s konstruktorem v Javě

public class Person {
  private String name;

  public Person(String name) {
    this.name = name;
  }
}

Rozdíly Python vs Java

Java

identifikátor this znamená, že se přistupuje k atributům objektu. Není nutné používat tam, kde se neshoduje jméno atributu a parametru.

Python

identifikátor self znamená totéž, ale musí se používat vždy při přístupu k atributu nebo metodě.

Konstruktory — použití

Python
pepa = Person("Pepa from Hongkong");
Java
Person pepa = new Person("Pepa from Hongkong");

  • Toto volání vytvoří objekt pepa a naplní ho jménem.

  • Následně je možné získávat hodnoty proměnných objektů pomocí tečkové notace, např. pepa.name.

  • V tomto případě by nebylo možné volat Person pepa = new Person();, protože existující konstruktor má jeden parametr.

Výchozí (default) konstruktor

  • Co když třída nemá definovaný žádný konstruktor?

  • Vytvoří se automaticky výchozí (default) konstruktor:

public Person() { }

  • Použití konstruktoru pak vypadá následovně:

Person p = new Person();

  • Výchozí (default) konstruktor se vytvoří pouze v případě, že žádný jiný konstruktor v třídě neexistuje.

Pouhá deklarace proměnné

Person p;
System.out.println(p.getName());

  • Výrazný rozdíl oproti C++: v Javě vůbec nepůjde přeložit.

  • Nevytvoří žádný objekt a překladač ví, že proměnná p neukazuje nikam.

  • Tudíž veškerá volání p.getName() a podobně by byla nefunkční.

Nevytvoření objektu

  • Toto již přeložit půjde - když do odkazu přiřadím null.

  • Nicméně, co se stane, když zavolám nad odkazem null metody?

Person p = null;
System.out.println(p.getName());

  • Kód po spuštění "spadne", neboli zhavaruje, předčasně skončí.

  • Java sa snaží pád programu popsat pomocí výjimek (exceptions).

  • Výjimky mají své jméno, obvykle i určitý textový popis dokumentující příčinu havárie.

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

  • Výjimky budou probírány později.

Návratový typ konstruktoru?

  • Jaký je návratový typ konstruktoru?

  • "prázdný" typ void? NIKOLI!

  • konstruktory vracejí odkaz na vytvořený objekt

  • návratový typ nepíšeme, typem je fakticky odkaz na nově vytvořený objekt

Proměnná objektového typu

  • Bavíme se o proměnných lokálních ve kódu metod.

  • Proměnná objektového typu se deklaruje např. Person p;

  • Deklarace proměnné objektového typu sama o sobě žádný objekt nevytváří

  • Takové proměnné jsou pouze odkazy na dynamicky vytvářené objekty

  • Vytvoření objektu se děje až operátorem new dynamicky, instance se vytvoří až za běhu programu

  • V Javě se celé objekty do proměnné neukládají, jde vždy o uložení pouze odkazu (adresy) na objekt

Přiřazení proměnné objektového typu

  • Přiřazením takové proměnné pouze zkopírujeme odkaz.

  • Na jeden objekt se odkazujeme nadále ze dvou míst.

  • Nezduplikujeme tím objekt.

Příklad kopie odkazu na objekt

  • Proměnné jan a janCopy ukazují na ten tentýž objekt ⇒ změna objektu se projeví v obou:

public static void main(String[] args) {
  Person jan = new Person("Jan");
  Person janCopy = jan;
  janCopy.name = "Janko"; // modifies jan too
  System.out.println(jan.name); // prints "Janko"
}
Přiřazení janCopy.name = "Janko" bude možné jen tehdy, nebude-li atribut name privátní, jinak bychom museli mít něco jako janCopy.setName("Janko").

Konstruktory — shrnutí

Jak je psát a co s nimi lze dělat?

  • neuvádí se návratový typ

  • mohou a nemusí mít parametry

  • když třída nemá žádný konstruktor, automaticky se vytvoří výchozí

  • může jich být více v jedné třídě, reálně se používá

Návrhové vzory

  • Návrhové vzory jsou osvědčené způsoby objektové dekompozice v jasně popsaných situacích

  • Jsou použitelné pro libovolný objektově orientovaný jazyk

  • Jejich aplikace ale vyžaduje návrhová rozhodnutí, která mohou být ovlivněna vlastnostmi programovacího jazyka

  • Mnohé si postupně stručně představíme s cílem

    • demonstrovat, že objektová dekompozice Java Core API není náhodná,

    • motivovat vás l používání vozrů při dekompozici vašeho kódu.

Vytvářecí návrhové vzory

Speciální podskupina návrhových vzorů, která nabízí alternativní způsoby k vytváření objektů, než je prosté volání konstruktoru

  • Singleton: Vytvoření jediné instance třídy, kterou všichni sdílí a snadno k ní přistupují odkudkoli.

  • Builder: Konstrukce složitého objektu po kouscích (např. vytvoření grafu přidáváním uzlů a hran).

  • Prototype: Namísto vytváření nového objektu naklonuj existující objekt.

  • Abstract Factory: Jednotné místo pro vytváření vzájemně kompatibilních instancí různých tříd.

  • Factory Method: Přenechání konstrukce objektu podtřídě.

  • Dobrá praxe dle Josh Bloch: Effective Java