Dědičnost

Tomáš Pitner, Radek Ošlejšek, Marek Šabo
tomp@fi.muni.cz

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.

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.

← →

/