Dědičnost
Vtip
Dědičnost. Nejlepší objektově-orientovaný způsob jak zbohatnout.
Dědičnost
• Dědičnost je charakteristická vlastnost objektových jazyků se třídami, jako jsou Java, Python, C#
a další.
• U beztřídních (klasický JavaScript) se může řešit pomocí prototypů.
• Objektové třídy jsou obvykle podtřídami, tj. speciálními případy, jiných tříd:
class DogKeeper extends Person {
// methods & attributes for DogKeeper
Table of Contents
Vtip. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  1
Dědičnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  1
Co to znamená?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  2
Definice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  2
Správné vs špatné použití. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  2
Proč používat dědičnost? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  2
Tranzitivní dědění . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3
Vícenásobná dědičnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3
Dědičnost a vlastnosti tříd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3
Dědičnost vs. rozhraní. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3
Pravidla pro konstruktory podtříd. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  4
Příklad s Account . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  4
Nová třída CheckedAccount . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  4
Volání kódu nadtřídy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  5
Volání kódu nadtřídy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  5
Repl.it demo k dědičnosti - bankovní účty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  5
Pozor na překrývání atributů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  5
Not what we wished to do . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  6
Namísto dědění lze použít skládání (kompozice) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  6
Kompozice pořádně . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  6
Replit.com demo k dědičnosti - geometrické útvary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  7
1
// in addition to Person
}
Co to znamená?
• Všechny objekty typu DogKeeper jsou současně typu Person.
• Místo jiné osoby lze použít DogKeeper.
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 vs špatné použití
Správně
Dědičnost by měla splňovat vztah je — každý DogKeeper je Person.
Špatně
Každé oddělení má osobu vedoucího; je ale špatně dědit Department extends Manager protože
neplatí Department je Manager, ale Department má Manager.
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.
2
Tranzitivní dědění
Dědění může být vícegenerační:
public class Manager extends Employee { ... }
public class Employee extends Person { ... }
Manažer podědí metody a atributy ze třídy Employee i (přeneseně) z Person.
Vícenásobná dědičnost
• Java vícenásobnou dědičnost ve smyslu dědění z více tříd současně nepodporuje!
• Důvodem je konflikt typu diamant:
class DoggyManager extends Employee, DogKeeper { }
class Employee { String toString() { return "Employee"; } }
class DogKeeper { String toString() { return "DogKeeper"; } }
new DoggyManager().toString(); // we have a problem!

Vícenásobná dědičnost je možná jedině u rozhraní, kde metody nemají
definovanou implementaci a konflikt implementací tak nenastává.
Dědičnost a vlastnosti tříd
• Dědičnost (v kontextu Javy) znamená:
1. potomek dědí všechny vlastnosti nadtřídy (= metody & atributy třídy)
2. poděděné vlastnosti potomka se mohou změnit (např. překrytím metody)
3. potomek může přidat další vlastnosti
Dědičnost vs. rozhraní
Dědičnost
• vyhýbáme se duplikaci kódu
• kód je kratší
• když potřebuji upravit předka, musím upravit změny ve všech potomcích, což může být
netriviální
Rozhraní
• méně závislostí, více případně i opakovaného kódu
3
• více používané v praxi
Pravidla pro konstruktory podtříd
• Konstruktor musí volat vybraný konstruktor nadtřídy, nebo vlastní přetížený konstruktor
(pomocí this(); s případnými parametry).
• Konstruktor nadtřídy se volá pomocí super(); s případnými parametry.
• Podobně jako u this(), volání super(); musí být první příkaz a může být pouze jedno.
• V konstruktoru nelze ani zkombinovat super() s this().
• Pokud super() i this() chybí, volá se automaticky bezparametrický konstruktor nadtřídy (tj.
vloží se super()). Ten ale musí existovat a být neprivátní.
• Obecně platí, že volaný konstruktor musí v nadtřídě existovat.
Příklad s Account
public class Account implements Informing {
  private Person owner;
  private int balance;
  public Account((Person owner, int balance) {
  this.owner = owner;
  this.balance = balance;
  }
  public boolean debit(int amount) {
  if(amount <= 0) return false;
  balance -= amount;
  return true;
  }
}
Nová třída CheckedAccount
Rozšíříme třídu Account tak, že bude mít minimální zůstatek.
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;
  }
  public CheckedAccount(Person owner) {
4
  this(owner, 0, 0);
  }
}
Volání kódu nadtřídy
• Vylepšíme, aby zůstatek nebyl nižší než minimální zůstatek
• Realizujeme tedy změnu metody debit pomocí jejího překrytí (overriding)
public class CheckedAccount extends Account {
  private int minimalBalance;
  // construktors ...
  @Override
  public boolean debit(int amount) {
  // check min. balance
  if(getBalance() - amount >= minimalBalance) {
  return super.debit(amount); // the debit is inherited
  } else return false;
  }
}
Volání kódu nadtřídy
public boolean debit(int amount) {
  if(getBalance() - amount >= minimalBalance) {
  return super.debit(amount); // the debit is inherited
  } else return false;
}
• 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!
• Takto lze volat jen bezprostředního předka.
• Něco jako super.super.debit(amount) je syntaktická chyba.
Repl.it demo k dědičnosti - bankovní účty
• https://replit.com/@tpitner/PB162-Java-Lecture-05-inheritance-Account
Pozor na překrývání atributů
• Nepoužívejte chráněné (protected) atributy. Je to "bad practice".
5
• Používejte zásadně privátní atributy s veřejnými nebo chráněnými gettery a settery.
• Nikdy nepřekrývejte atributy! Tj. podtřída nesmí nikdy obsahovat atribut se jménem, jako má
některá z jejích nadtříd. Přesto, že je to syntakticky možné.
Not what we wished to do
public class CheckedAccount extends Account {
  private int minimalBalance;
  private int balance; // CHYBA - PREKRYTI ATRIBUTU Z NADRIDY
  // construktors ...
  @Override
  public boolean debit(int amount) {
  // check min. balance
  if(getBalance() - amount >= minimalBalance) {
  return super.debit(amount); // the debit is inherited
  } else return false;
  }
}
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)
}
Kompozice pořádně
• 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
6
◦ Decorator: Variantnost chování je přesunuta z podtříd do spolupráce několika malých
objektů za běhu
◦ Více v magisterském kurzu PA103 Object-oriented Methods for Design of Information Systems
Replit.com demo k dědičnosti - geometrické
útvary
• https://replit.com/@tpitner/PB162-Java-Lecture-05-inheritance-Shapes
7