Viditelnost (práva přístupu)

Tomáš Pitner, Radek Ošlejšek pitner@muni.cz

Základní principy OOP

Viditelnost souvisí s fundamenty objektového programování:

  • Zapouzdření

  • Dědičnost

  • Polymorfismus

Dědičnost

  • Dědičnost umožňuje vztah X is Y mezi objekty

  • např. Human is LivingEntity.

  • Umožňuje rozšířit již existující třídu, tedy vytvořit její podtřídu (podtyp), která od svého rodiče zdědí jeho atributy a metody.

Proč?

  • Znovupoužití kódu. Nemusíme v každé živé bytosti (člověku, psu…​) znovu programovat, co už umí LivingEntity.

Polymorfismus

  • Polymorfismus je schopnost objektu měnit vnímání počas běhu.

  • Object o = new String("String, but can be seen as general Object").

  • Na místo, kde je očekávána instance třídy Object, je možné dosadit instanci jakékoli její podtřídy.

Proč?

  • Kde je očekávána živá bytost LivingEntity, lze nasadit člověka Human.

  • V množině živých bytostí můžeme mít současně lidi i psy.

Zapouzdření

  • Zapouzdření je zabalení dat a metod do jedné komponenty (třídy).

  • Zabalená "věc", objekt, nejenže soustřeďuje více položek (dat i metod), ale může některé z nich navenek skrývat.

  • Princip je, že Cokoli, co nemusí být viditelné, ani viditelné být nemá.

Proč?

  • Co není vidět, nelze zneužít. Můžeme to později bez újmy odebrat či změnit.

Viditelnost

  • Co nemusí být vidět, ať vidět není.

  • Daná věc (atribut, metoda) v objektu je, ale ne všichni ji vidí.

  • Použití tříd i jejich metod a atributů lze regulovat (uvedením tzv. modifikátoru přístupu).

  • Nastavením správné viditelnosti jsme schopni docílit skutečného zapouzdření.

  • Omezení viditelnosti je kontrolováno při překladu → není-li přístup povolen, nelze program přeložit.

  • Metody i atributy uvnitř třídy mohou mít viditelnost stejnou jako třída nebo nižší.

Typy viditelnosti / přístupu

  • public = veřejný

  • protected = chráněný

  • modifikátor neuveden = říká se privátní v balíku či lokální v balíku (package-private, package-local)

  • private = soukromý

Tabulka viditelností

ModifierClassPackageSubclass (diff. package)World

public

Y

Y

Y

Y

protected

Y

Y

Y

N

no modifier

Y

Y

N

N

private

Y

N

N

N

Třídy nemohou být protected, ale mohou být package-local.

Použití typů viditelnosti v tomto kurzu

public

třídy/rozhraní, metody, konstanty

private

atributy, metody, konstanty

protected

pravděpobně nebudeme používat, výjimečně metody, atributy

package-local

pravděpobně nebudeme používat

Veřejný, public

Přístupné odevšad
public class Account { ... }

  • U třídy Account lze např.

    • vytvořit objekt typu Account v metodě jiné třídy

    • deklarovat podtřídu třídy Account ve stejném i jiném balíku

  • ne všechny vlastnosti uvnitř Account musejí vždy být veřejné

  • veřejné bývají obvykle některé konstruktory a některé metody

  • veřejné jsou typicky metody předepsané implementovaným rozhraním

  • třídy deklarované jako veřejné musí být umístěné do souboru s totožným názvem: Account.java

Soukromý, private

Viditelné jen v rámci třídy, přesněji mezi { }.

public class Account {
   private String owner;
   ...
   public void add(Account another) {
     another.owner; // can be accessed!
     ...
   }
}

private String owner

  • K atributu owner nelze přistoupit ani v podtřídě, pouze v dané třídě.

  • Pro zpřístupnění proměnné pro "vnější" potřeby je nutno použít gettery/settery.

  • Skrýváme konkrétní implementaci datové položky.

  • Např. metoda getAge() nemusí existovat jako proměnná, ale může se v případě volání spočítat.

Volbou private nic zásadně nepokazíme.

Soukromé třídy

Třídy mohou mít viditelnost private.

Proč by někdo chtěl privátní třídu?

public class SomeClass {
  private class InnerDataStructure { ... }
  // code using InnerDataStructure
}

  • Používá se u vnořených tříd (tříd uvnitř tříd).

  • Mimo rozsah předmětu, nebudeme používat!

Ve stejném souboru může být libovolný počet deklarací neveřejných (package-local) tříd. Není to však hezké.

Lokální v balíku, package-private

  • Přístupné jen ze tříd stejného balíku, používá se málo.

  • Jsou-li podtřídy v jiném balíku, třída není přístupná!

package cz.some.pkg;

class Account {
// package-private class
// available only in cz.some.pkg
}

  • Svazuje viditelnost s organizací do balíků (ta se může měnit častěji než např. vztah nadtřída-podtřída).

  • Občasné využití, když nechceme mít konstruktor private nebo rozhraní public.

Chráněný, protected

Viditelnost protected , tj. přístupné jen z podtříd a tříd stejného balíku.

public class Account {
   // attribute can be protected (but it is better to have it private)
   protected float creditLimit;
}

  • U metod tam, kde se nutně očekává použití z podtříd nebo překrývání.

  • Vcelku často u konstruktorů — často se volá právě ze stejné (pod)třídy.

Shrnutí viditelnosti

Obvykle se řídíme následujícím:

metoda

  • obvykle public, je-li užitečná i mimo třídu či balík

  • protected je-li je vhodná k překrytí v případných podtřídách

  • jinak private

atribut

  • obvykle private

  • výjimečně protected, je-li potřeba přímý přístup v podtřídě

třída

  • obvykle public

  • výjimečně package-private nebo private