Создать программу на языке java для определения класса в некоторой предметной области
Наследование – это процесс создания нового класса на основе функций другого существующего класса. I… С пометкой java, учебник, ооп.
Наследование – это процесс создания нового класса на основе функций другого существующего класса. Он широко используется в Java, Python и других объектно-ориентированных языках для повышения возможности повторного использования кода и упрощения логики программы в категориальных и иерархических отношениях.
Однако каждый язык имеет свой собственный уникальный способ реализации наследования, который может затруднить переключение.
Сегодня мы проведем ускоренный курс по использованию наследования в программировании на Java и покажем вам, как реализовать основные инструменты наследования, такие как приведение типов, переопределение методов и окончательные сущности.
Вот что мы рассмотрим сегодня:
- Что такое наследование?
- Наследование в Java
- Примеры наследования Java
- Продвинутые концепции для изучения следующий
Внедряйте Java в два раза быстрее
Получите практическую практику с нашим лучшим контентом Java, адаптированным к текущему уровню квалификации разработчиков.
Java для программистов
Что такое наследование?
Наследование – это механизм, который позволяет одному классу наследовать свойства или поведение от другого класса. Несколько классов могут наследоваться от одного и того же родительского класса, образуя древовидную иерархическую структуру. Наследующие классы могут добавлять функции, помимо унаследованных от родительского класса, для обеспечения уникального поведения.
Наследование имеет важное значение для продвинутого Объектно-ориентированное программирование (ООП), поскольку оно позволяет повторно использовать функции одного класса в вашей программе без репликации кода.
Наследование часто используется для представления категорий (родительских классов) и подкатегорий (подклассов). Родительский класс задает функции, присутствующие во всех объектах, независимо от подкатегории, в то время как каждый подкласс представляет меньшую, более конкретную категорию.
Например, вы могли бы создать класс Автомобиль который указывает колеса и подкласс Седан , который включает в себя атрибут двери . Поток отношений наследования часто отражает логические отношения, аналогичные квадратам и прямоугольникам; в этом случае все седаны являются автомобилями, но не все автомобили являются седанами.
Наследование имеет три основных преимущества:
- Возможность повторного использования: Наследование позволяет повторно использовать функции существующего класса неограниченное количество раз в любом классе, который наследует этот класс. Вы можете сохранить согласованную функциональность для всех объектов одного типа, не переписывая код.
- Структура кода: Наследование обеспечивает четкую, понятную логическую структуру для вашей программы. Это позволяет разработчикам понимать ваш код как набор связанных, но уникальных категорий, а не просто как блок кода.
- Скрытие данных: Базовый класс может быть настроен на сохранение некоторых данных в тайне, чтобы они не могли быть изменены производным классом. Это пример инкапсуляции, когда доступ к данным ограничен только теми классами, которые нуждаются в них для своей роли.
Наследование в Java
Каждый язык программирования имеет несколько иную терминологию для наследования. В Java родительский класс называется суперклассом , а класс-наследник называется подклассом . Разработчики могут также называть суперклассы базовыми или родительскими классами, а подклассы производными или дочерними классами.
Подклассы связаны с суперклассами с помощью ключевого слова extends при их определении. Подклассы могут определять новые локальные методы или поля для использования или могут использовать ключевое слово super для вызова унаследованных методов или суперконструктора.
Когда использовать супер ключевое слово
супер – это, по сути, кнопка “предыдущее значение”, вызываемая из дочернего класса, которая позволяет вам читать и получать доступ к функциям родительского класса независимо от их значения в текущем дочернем классе.
Ключевое слово супер используется для:
- Доступ к полям родительского класса : super.var считывает значение var , заданное в родительском классе, в то время как var самостоятельно считывает измененное значение из дочернего класса.
- Вызов метода родительского класса : super.method() позволяет дочернему классу получить доступ к реализации родительского класса method() . Это требуется только в том случае, если дочерний класс также имеет метод с тем же именем.
- Использование конструкторов : Это позволяет создавать новые экземпляры родительского класса из дочернего класса.
Напомним, что конструкторы в Java – это специальные методы, используемые для инициализации объектов. Вызов суперконструктора создает новый объект, для которого требуются все поля, определенные в конструкторе родительского класса.
Затем вы можете добавить дополнительные поля в другие инструкции, чтобы сделать дочерний экземпляр более конкретным, чем родительский. По сути, это позволяет вам использовать конструктор родительского класса в качестве шаблона для конструктора дочернего класса.
Типы наследования
В Java доступно несколько типов наследования:
Одиночное наследование – это когда один подкласс наследуется от суперкласса, образуя один уровень наследования.
Многоуровневое наследование – это когда суперкласс наследуется промежуточным классом, который затем наследуется производным классом, образуя 3 или более уровней наследования.
Иерархическое наследование – это когда один суперкласс служит основой для нескольких конкретных подклассов. Это наиболее распространенная форма наследования.
Существуют также два других типа наследования, которые доступны только в Java благодаря сочетанию наследования классов и интерфейсов.
Множественное наследование , когда один подкласс наследуется от нескольких родительских классов.
Гибридное наследование , смесь двух или более из вышеперечисленных видов наследования.
Java не поддерживает множественное наследование с классами, что означает, что оба этих типа наследования невозможны только с классами Java. Однако подкласс может наследовать более одного интерфейса (абстрактный класс). Таким образом, вы можете имитировать множественное наследование, если вы объедините использование интерфейсов и классов.
Примеры наследования Java
Чтобы помочь вам лучше понять наследование, давайте перейдем к некоторым примерам кода. Обратите внимание на синтаксические компоненты наследования, которые мы видели до сих пор, такие как супер и общие методы.
Чтобы объявить наследование в Java, мы просто добавляем extends [суперкласс] после идентификатора подклассов.
Вот пример класса Car , который наследуется от базового класса Vehicle с использованием частных строк и методов получения/установки для достижения инкапсуляции.
Это пример одинарного наследования, так как только один объект наследуется от родительского класса. В строке 37 вы можете видеть , что мы используем super для вызова конструктора суперкласса , который упрощает наш конструктор Car . Вы также можете увидеть, как Автомобиль имеет доступ к классу транспортного средства методу printDetails() в строке 42 .
печать сведений() может быть вызвана без супер потому что Автомобиль не имеет собственной реализации печать деталей() . Ключевое слово супер необходимо только тогда, когда программа должна решить, какая версия метода используется.
Приведение типов в Java
Java также позволяет ссылаться на подкласс как на экземпляр его суперкласса, по сути, рассматривая подкласс так, как если бы он принадлежал к типу суперкласса. Этот процесс известен как приведение типов . Это отличный способ создания модульного кода, так как вы можете написать код, который будет работать для любого подкласса одного и того же родителя. Например, вы можете ссылаться на переменную типа Автомобиль как на объект типа Транспортное средство .
Сначала мы создаем экземпляр Car , а затем присваиваем этот экземпляр переменной типа Vehicle . Теперь ссылка на переменную Vehicle указывает на экземпляр Car . Это позволяет вам обрабатывать любой подкласс Транспортного средства как то же самое Транспортное средство тип, даже если вы не знаете к какому подклассу Транспортного средства он относится. Существует два типа типизации: восходящая и нисходящая.
Повышение – это когда вы обращаетесь с дочерним классом так, как если бы он был экземпляром родительского класса, как в нашем предыдущем примере. Любые поля, уникальные для дочернего класса, будут скрыты, чтобы они соответствовали форме родительского класса.
Понижение – это когда вы обращаетесь с экземпляром родительского класса так, как если бы он был одним из его дочерних классов. В то время как любой подкласс может быть повышен, только объекты, которые изначально были типизированы для подкласса, могут быть понижены.
Другими словами, объект может быть понижен, если объект изначально принадлежал к типу подкласса, но позже был повышен до родительского класса.
Переданный объект по-прежнему сохраняет поля, которые у него были, и поэтому может быть добавлен обратно, чтобы снова сделать его допустимым объектом типа дочернего класса.
Однако объекты, которые изначально принадлежали родительскому классу, не имеют значений для каких-либо существенных полей, уникальных для дочернего класса. В результате он будет компилироваться, но выдаст ошибку во время выполнения.
Переопределение методов в Java
Иногда нам понадобится один из наших подклассов, чтобы изменить поведение унаследованного метода. Java позволяет нам делать это, переопределяя существующие методы путем создания новых методов с тем же именем. Это также позволяет нам предоставлять классовые реализации абстрактных методов из интерфейсов.
Переопределение методов является фундаментальным инструментом при реализации полиморфизма, принципа проектирования, который позволяет разным классам иметь уникальные реализации для одного и того же метода. Если мы разберем это слово, то “поли” означает “много”, а “морф” означает “форма”.
Проще говоря, полиморфизм означает наличие множества специфичных для класса форм процесса для выполнения одной и той же задачи.
Вот функции, которыми должна обладать программа, чтобы разрешить переопределение методов:
- Переопределение метода требует наследования, и должен быть хотя бы один производный класс.
- Производные классы должны иметь такое же объявление, т.е. модификатор доступа, имя, те же параметры и тот же тип возвращаемого метода, что и у базового класса.
- Метод в производном классе или классах должен иметь реализацию, отличную друг от друга.
- Метод в базовом классе должен быть переопределен в производном классе.
- Базовый класс/метод не должен быть объявлен как Конечный класс. Чтобы переопределить метод в Java, определите новый метод с тем же именем, что и метод, который вы хотите переопределить, и добавьте @Переопределить тег над ним.
Здесь вы можете увидеть пример того, как мы можем создать поведение, зависящее от класса, для одного и того же вызова метода. Наш вызов метода всегда get Area() однако реализация метода зависит от класса оцениваемой фигуры.
Преимущества переопределения методов заключаются в следующем:
- Каждый производный класс может предоставлять свои собственные конкретные реализации унаследованным методам, не изменяя методы родительского класса.
- Для любого метода дочерний класс может использовать реализацию в родительском классе или создать свою собственную реализацию. Этот вариант обеспечивает вам большую гибкость при разработке решений.
Последнее ключевое слово
В Java ключевое слово final может использоваться при объявлении переменной, класса или метода, чтобы сделать значение неизменным. Значение сущности определяется при инициализации и будет оставаться неизменным на протяжении всей программы. Попытка изменить значение чего-либо, объявленного как final , приведет к ошибке компилятора.
Точное поведение final зависит от типа сущности:
- финал Параметр не может быть изменен нигде в функции
- окончательный Метод не может быть переопределен или скрыт каким-либо подклассом
- окончательный Класс не может быть родительским классом для любого подкласса
Хотя значение сущностей final изменить нельзя, их можно использовать для установки значений переменных, не относящихся к final . Это свойство делает его полезным для решения проблем изменчивости данных, когда для функционирования нескольких разделов кода необходимо ссылаться на один и тот же объект.
Вы можете настроить разделы так, чтобы они ссылались на окончательную версию сущности, использовать ее для создания не- окончательной копии сущности, а затем манипулировать ею для любых операций. Использование final гарантирует, что исходная общая ссылка останется неизменной, чтобы каждая часть могла вести себя согласованно.
Продвинутые концепции для изучения следующий
Наследование является мощным инструментом в Java и имеет важное значение для понимания передовых конструкций ООП. Некоторые следующие концепции, которые следует изучить на вашем пути разработки Java, следующие:
- Абстракция и интерфейсы
- Агрегация
- Композиция
- Расширенные модификаторы доступа
Чтобы помочь вам понять эти и другие передовые концепции, мы создали Java для разработчиков Путь . Внутри вы найдете коллекцию нашего лучшего контента на Java по таким темам, как ООП, многопоточность, рекурсия и новые функции Java 8. Эти уроки выбраны из всей нашей библиотеки курсов, что позволяет вам учиться на наших лучших материалах для каждой концепции.
К концу у вас будут навыки и практический опыт, необходимые для успешного прохождения следующего собеседования на Java.
создать программу для
определения класса в некоторой предметной области. Описать свойства, конструктор,
методы геттеры/сеттеры, перекрыть метод toString() для вывода полной
информации об объекте в отформатированном виде.
Car:
Свойства:
Id – идентификатор;
марка автомобиля;
Год выпуска; Конструктор
Цена автомобиля;
Комплектация;
Страна производитель;
Дата продажи;
ФИО покупателя;
Разработать программу с определением класса для конкретной предметной области
Разработать программу с определением класса для конкретной предметной области с методами ввода и.
Разработать программу с определением класса для конкретной предметной области с методами ввода и вывода значен
Разработать программу с определением класса для конкретной предметной области с методами ввода и.
Разработать интерфейс класса для представления предметной области языка
Мне необходимо разработать интерфейс класса для представления предметной области языка. Предметная.
Создать программу, имитирующую работу с базой данных по предложенной предметной области на основе файла
Создать программу, имитирующую работу с базой данных по предложенной предметной области на основе.
Решение
Вот вам набросок:
Дальше уже сами продумываете структуры данных, которые вы используете, гетеры сетеры, конструкторы пишите.
В общем всё это достаточно нудно.
Задавайте вопросы по существу, если что не ясно.
vvm28, зачем так разбивать в строках с 10-38 почему сразу не написать как в строках 32-38 и не писать то что выше до 10 строки? мне надо также продолжать для других структур?
Это я сделал перегрузку конструктора, то есть конструкторы с разным количеством параметров на входе.
Можно конечно с помощью патерна фабрика это сделать или по другому.
Что касается структур и типов данных, то я написал примерно.
Вы же структуры и типы данных выбираете сами. Например год - вы можете стандарную структуру времени взять.
Страна производитель, тоже что-то стандартное найти и тд.
Гетеры и сетеры вы для каждой структуры делаете, ну если их нет в самой структуре, которую используете.
Но у вас особых требований к классу нет, так что можете написать и выбрать структуры, типы данных, какие вам вздумается.
В этом уроке мы познакомимся с объектно-ориентированным программированием (ООП) на языке Java. Начиная с простейшего проекта в нашей программе встречались классы, но мы пользовались ими несознательно. Сейчас мы познакомимся с терминологией и основными синтаксическими конструкциями ООП. Более подробно, хоть и без привязки к языку Java, тема ООП рассмотрена в нашем учебнике — в частности, из него вы можете узнать как использовать ООП правильно, но чтобы понять материал учебника вам нужно освоить этот урок.
Исходный код примеров и проект для среды Eclipse можно взять в репозитории.
1 Терминология ООП
Ключевое понятие ООП — это Класс, часто говорят что классы объединяют код и данные вместе. Это значит, что создавая новый класс мы создаем новый тип данных, который содержить поля (переменные) и методы (функции). Например, можно создать класс Собака , содержащий поля — сытость, громкость, кличка и функции — лечь(), сесть() и лаять() .
Следующее важное понятие — Объект (экземпляр класса), он соответствует переменной, типом которой является ваш Класс. То есть переменную типа Int — тоже можно назвать объектом. Для нашего примера объектами будут являться Жучка, Дружок и другие экземпляры Собак .
Также ООП предоставляет программисту ряд дополнительных механизмов и принципов — мы ими пока что не пользовались и они могут быть не понятны, тем не менее, читая этот урок — возвращайтесь к следующим определениям:
- наследование — механизм позволяющий описать новый класс на основе уже существующего. Новый класс называют дочерним классом, потомком, подклассом или производным классом по отношению к родительскому или базовому классу. Множественное наследование не допускается;
- полиморфизм — механизм позволяющий изменить реализацию методов, т.е. поведение объекта в дочерних классах;
- абстракция — возможность объявить метод, без его конкретной реализации. Подобные классы называются абстрактными;
- инкапсуляция — сокрытие реализации класса от его пользователя. Другими словами, пользователь имеет доступ только к открытым членам класса. К закрытым членам имеет доступ только сам объект;
- интерфейсы — особый вид абстрактных классов. Они не могут иметь изменяемых членов данных. Класс может реализовывать сколь угодно много интерфейсов. Таким образом, интерфейс формирует поведенческую линию для объектов, не принадлежащих одной иерархии классов.
2 Определение класса
Класс описывается в файле с исходным кодом, при этом в Java имя файла должно совпадать с одним из классов определенных в нем. Остальные классы являются локальными (не доступными извне). Помимо этого, классы группируются в пакеты (пространства имен), например, набор классов отвечающий за работу по сети может быть помещен в пакет Network . Сам по себе класс также задает пространство имен, разрешается одни классы вкладывать в другие (почувствуйте разницу между вложением друг в друга объектов).
Рассмотрим пример простого класса:
Запустите этот простой пример у себя. Дальше мы размеремся с конструкциями, которые вам сейчас не понятны. Наш класс Dog имеет 3 метода, два из которых являются конструкторами, разберемся с ними.
3 Конструкторы класса и другие методы
Конструктор — особый метод для инициализации объекта, который ммеет тоже имя, что и класс. Тип возвращаемого значения не указывается. Конструкторы имеют только одно назначение — создать экземпляр класса, как здесь:
Dog druzhok = new Dog("druzhok");
Члены класса (поля и методы) могут иметь следующие права доступа:
- public — доступны кому угодно, как в нашем случае — конструкторы класса и метод speak , которые и вызываются из Main , то есть достпны ему;
- protected — доступны только классам наследникам (рассматриваются дальше подробнее), если мы установим такой спецификатор для метода speak — то вызвать его из Main будет нельзя, но если мы создадим класс наследник от Dog — то ему этот метод будет доступен;
- private — доступны только внутри класса;
- пакетный уровень доступа — элемент считается с пакетным уровнем доступа, если не указан ни один из модификаторов доступа. В таком случае элемент доступен классу в котором объявлен и другим классам в том же пакете, но не доступен классам, в том числе и наследникам, находящимся в других пакетах. Таким образом данный уровень видимости является более строгим чем protected.
Права доступа — это инструмент обеспечения инкапсуляции, а значит и построения хорошей абстракции. Это сложная тема, связанная с хорошим ООП и чистым кодом. Не пытайтесь понять это сейчас, вернитесь к приведенным ссылкам после прочтения текущего урока до конца.
Методы могут возвращать любой правильный тип, или ничего не возвращать (тогда возвращаемый тип описывается как void — например, у нашего speak() ). Конструкторы же не имеют возвращаемого типа, они не могут возвращать даже тип void .
Конструкторы и методы используют ключевое слово this совершенно по-разному. Метод использует this чтобы получить ссылку на экземпляр класса выполняющего этот метод. Конструкторы используют this чтобы сослаться на другой конструктор в этом же классе, но с другим списком параметров. Если констурктор использует ключевое слово this , то оно должно быть в первой строке, игнорирование этого правила приведет к ошибке компилятора. Переписать наши конструкторы можно так:
Статические методы не используют this ,т.к. они не принадлежат экземпляру класса, поэтому this некуда ссылаться. Статические методы принадлежат классу как целому, но никак не экземпляру класса.
4 Наследование и полиморфизм
Наследование — механизм расширения ваших классов. Допустим, помимо нашего класса Dog , нам потребовались ездовые собаки ( RidingDog ), обладающие скоростью и выносливостью (нужны дополнительные поля). Мы можем реализовать это по разному:
- Создать новый класс RidingDog , поместив в него кличку, громкость и все другие поля и методы класса Dog, а затем добавить туда speed и strength . При этом объем кода сильно растет, а его нужно поддерживать. Мало того, когда мы скопировали исходный код класса Dog , то мы скопировали и ошибки, которые в нем могли быть. В чуть более сложных проектах — это совсем не жизнеспособное решение.
- Добавить в класс Dog новые поля и методы, но оставить их незаполненными для существующих собак, а для ездовых — заполнять. Это тоже плохое решение, так как приводит к путанице. Завтра нам понадобится охотничья собака, а потом — собака поводырь или кинологическая собака. В лучшем случае — мы получим неуправляемый класс Dog , в худшем — у одной собаки функция find должна работать так, а у другой — иначе.
- Использовать механизм наследования, который предназначен как раз для таких случаев и решает проблемы двух предыдущих пунктов. Между классами существуют отношения, так вот наследование — задает отношение «является». Кинологическая собака является собакой — поэтому тут можно и нужно использовать наследование.
Создадим класс RidingDog (в файле RidingDog.java ):
В класс Main добавим еще одну собаку:
В консоль будет дважды выведено "gaw gaw" .
Мы создали класс-наследник, как отмечалось выше, ему будут доступны поля базового класса ( Dog ), помечены как protected . Для этого тут использованы два новых ключевых слова:
- extends задает родительский класс новому создаваемому классу. У каждого класса может быть только один базовый — множественное наследование запрещено. По умолчанию любой класс наследуется от класса Object из пакета java.lang , то есть у нашего Dog тоже есть базовый класс.
- super используется для инициализации родительского класса — в этом случае вызов родительского конструктора должен быть первой строкой в дочернем конструкторе (как в нашем случае). В более общем случае задает ссылку на родительский класс, чтобы понять это — добавьте в класс RidingDog следующий метод:
Последний пример демонстрирует еще одну важнейшую особенность классов — возможность определить новое поведение методов с таким же именем в классах-наследниках, при этом это поведение может основываться на поведении базового класса — как раз за счет использования super . Аннотация @Override указывает, что далее мы собираемся переопределять метод базового класса. При этом, если в базовом классе не окажется метода с аналогичной сигнатурой, то мы получим предупреждение компилятора о том, что хотя мы и собирались что-то переопределить, по факту этого не произошло.
Венцом всего этого является полиморфизм. В самом деле, вдруг нам потребовалось хранить всех собак (и обычных, и беговых) в одном массиве, но ведь у них разные типы данных, что делать? Как создать такой массив? — Как демонстрирует, приведенный ниже пример, мы без проблем можем создать объект с типом базового класса, а фактически создать на его месте объект класса-наследника (даже если этот объект является элементом массива). Мало того, при вызове у этого объекта метода, переопределенного в классе-наследнике, будет вызван метод наследника:
Возможность работы с клаасами наследниками через набор открытых методов базового класса и называется полиморфизмом.
5 Интерфейсы в Java
Как отмечалось выше, у класса в Java может быть только один класс-наследник, однако часто нужно больше, ведь наследование отражает отношение «является», однако иногда хочется это нарушить — на помощь приходят интерфейсы, так как множественное наследование интерфейсов разрешено.
В общем случае, интерфейс — это набор открытых методов. Наследование от интерфейса означает обязательство класса-наследника по реализации всех этих методов. Чтобы понять кому это нужно и научиться осознанно этим пользоваться — посмотрите наш учебник, а сейчас лишь представим, что наши собаки являются элементами компьютерной игры. В играх часто персонаж может собрать монетки (увеличивают счет), сердечки (увеличивают количество здоровья) и так далее, пусть в нашей игре персонажи должны уметь брать рупор (увеличивает громкость).
В файле GameItem.java опишем этот интерфейс, примерно также как раньше поступали с классом, но не требуется указывать спецификатор доступа для методов (они всегда публичные):
Наследование от такого интерфейса обязывает класс реализовать метод take_horn . В интерфейсе могут также содержаться поля, они всегда являются константными. Наследование от интерфейса задается ключевым словом implements — например implements A, B, C . Реализовать интерфейс GameItem в классе Dog можно так:
Иногда вам может встретиться пустой интерфейс (т.е. не содержащий ни единого метода) — их используют в качестве пометок для определения, поддерживает ли класс какие-либо возможности. Например, классы с интерфейсом Link имеют разный внутренний доступ к элементам: произвольный ( ArrayList ) или последовательный ( LinkedList ). Чтобы дать возможность понять какой доступ используется, классы с произвольным доступом реализуют дополнительно пустой интерфейс RandomAccess .
Примеры стандартных интерфейсов Java:
- Cloneable — интерфейс метка, указывает, что вызов метода clone класса Object легален;
- Comparable/Comparator — интерфейс для сравнения объектов изнутри/из вне;
- Formatable — для представления объекта в виде форматированного текста;
- Iterator, Iterable — интерфейс для обхода элементов и интерфейс как обходить элементы;
- Runnable/Callable — описание задачи потока в виде процедуры/функции;
- Serializable — для платформонезавимой записи/чтения объекта из потока ввода/вывода;
6 Атрибуты final и static
- у членов данных означает, что их значение запрещено менять или другими словами определяет константы. Если финальный член данных не инициализирован при определении, то его значение необходимо указать в конструкторах. Такая альтернатива переменным членам данных может ускорить работу приложения.
- можно применить ко всему классу для запрещения наследования от него. Такой класс называется завершенным (например, класс String ).
- у методов означает отмену их виртуальности (полиморфизма) — возможности переопределения в дочерних классах. Использование этого атрибута может ускорить работу приложения (как inline в С++). Объекты у которых все члены данных имеют атрибут final называются завершенными (пример, все тот же String
Атрибут static указывает, что член является общим для всех экземпляров класса. Естественно статические методы могут использовать только статические члены. Доступ к статическим членам происходит через имя класса.
Статические финальные члены данных часто используются для эмуляции перечислений.
7 Пакеты Java
Пакеты являются своего рода областью имен и служат для группировки классов. Если класс на диске определяется файлом, то пакет директорией.
Если класс определяется с атрибутом public, то он будет доступен для других пакетов.
Для использования классов из других пакетов необходимо указать полный путь к классу,
при этом вместо слешей точка.
Наиболее частые классы можно импортировать ключевым словом import. Импорт располагается до определения класса.
Если необходимо импортировать все классы пакета, то вместо имени класса указывается звездочка. import javax.swing.* Продвинутые среды как Eclipse автоматически добавляют строку импорта для используемого класса.
8 Код генерируемый компилятором
Начинающий Java программист может быть озадачен когда компилятор автоматически дополнит исходный код конструкторами. В тех случаях, когда вы пишете код класса не содержащий конструкторов, компилятор автоматически дополнит его конструктором без аргументов. Т.е. если вы напишете:
public class Example <>
это эквивалентно написанию:
Компилятор автоматически дополняет код не содержащий вызовов super , добавляя вызов super с несколькими параметрами или вообще без параметров в первую строку конструктора. Таким образом, если вы напишете
это будет идентично написанию:
Наблюдательный новичок может быть удивлен тому, как вышеописанная программа может вызывать конструктор предка, когда TestConstructor не наследует ни одного класса. Ответом является то, что Java наследует класс Object в том случае, когда явно не указан класс предок. Компилятор автоматически добавляет конструктор без аргументов, если явно не описан конструктор, и автоматически дополняет вызовом super без аргументов, в случае отсутствия явного вызова super . Таким образом, следующие два примера являются функционально эквивалентными:
public class Example <>
9 Практика наследования
Ниже рассмотрен пример очень простого класса — тысячи таких пишут начинающие программисты. Я рекомендую прочитать рассуждения по поводу этого класса и не повторять ошибок.
Рассмотрите определение класса Point . Какие проблемы могут возникнуть при создании производного класса? Как можно избавиться от этих проблем?
Решение:
На рисунке приведен исходный код класса точка, при этом:
- поля x, y являются публичными;
- класс не имеет закрытых методов;
- интерфейс класса (набор открытых методов) позволяет:
- создать точку (Point),
- скопировать ее (getLocation),
- переместить (задать новые координаты — move, setLocation).
Явные проблемы — дублирование кода:
- методы setLocation(int, int) и move выполняют одно и тоже. Один из этих методов стоит удалить — скорее всего move (название менее удачное).
- Метод setLocation(int, int) и setLocation(Point) выполняют одно и тоже. Один из них стоит выразить через другой. Например:
Кроме этой проблемы, есть ряд других, но не таких очевидных (о вариантах исправления можно рассуждать):
1. Возможно, стоит изменить имя класса — использовать Location2D вместо Point . Тогда вместо методов setLocation, getLocation можно будет использовать get и set .
2. Интерфейс класса позволяет создать точку и задать значения ее полей. Однако сделать это можно и не используя фукнции, а явно обращаясь к полям. Отсюда — 2 варианта исправления кода (с каждым из них можно спорить):
2.1 закрыть поля x, y . Тогда задание и изменений их значений будет происходить только через интерфейс класса (открытые методы);
2.2 удалить все функции getLocation, setLocation, x(), y(), а к полям обращаться явно:Порассуждаем над этими двумя вариантами. Что нам дает первый из них? — к полям мы можем обращаться только через методы. Если эти методы лишь изменяют координаты — то никакой выгоды мы не получим, но синтаксически код, использующий нашу точку будет хуже, например:
Очевидно, что первый вариант выглядит лучше. Кроме того, сам класс Точки в этом случае элементарный. Работать такой код будет быстрее (так как не будет издержек на вызов функции). Так зачем эти методы? Что они дают?:
а) Класс должен задавать абстракцию за счет сокрытия деталей реализации. Однако, метод getLocation(int, int) раскрывает эту абстракцию — человек, пользующийся нашим классом все равно знает как класс устроен внутри, несмотря на то, что мы закрыли поля x, y.
б) Методы могут выполнять дополнительную работу — например, логгирование или валидацию данных. Однако, в данном кокретном случае сложно себе представить такую конструкцию.
в) Методы, в отличии от полей можно переопределить в классах-наследниках. Для нашего примера — это могла бы быть ЦветнаяТочка или Position3D , например. Однако, цветная точка, скорее всего должна была бы дополнительно возвращать свеой цвет, ей нет смысла переопределяеть методы Location . Трехмерная точка тоже не должна переопределять методы setLocation(int, int). Мало того, эти методы будут ей мешать. Очевидно ли что делает следующий код? — думаю нет:
Исходя из всего этого, класс точки наиболее правильно реализовать так:
Тут не нужны ни классы, ни наследование. Наследование трехмерной точки от двухмерной, возможно (в зависимости от предметной области) нарушает принцип постановки Лисков. Является ли трехмерная точка двухмерной? — Вопрос философский, а исходный код — нет. Можно посмотреть на такой пример:
Окажется, что она является Point2D(1,2) , но почему не Point2D(2,3) или Point2D(1,3) . Ведь убрав одно измерение мы из исходной точки получим не 1 вариант, а 3 — тогда почему программа работает именно так? — Для случаев, чуть сложнее точки ответ на этот вопрос будет еще менее очевиден.
Другие материалы
Более подробно по некоторым разделам статьи можно прочитать на следующих страницах:
В этой статье мы рассмотрим дополнительные примеры к уроку «Объектно-ориентированное программирование в Java«.
Правильное использование ООП — это гораздо сложнее чем разработка своих классов (использование включевых слов class, implements , …). После прочтения этой статьи очень рекомендую заглянуть в продвинутый учебник.
Пример 1 — Простейший класс
Создайте класс Test1 с двумя переменными. Добавьте метод вывода на экран и методы изменения переменных. Добавьте метод, который находит сумму значений этих переменных, и метод, который находит наибольшее значение из этих двух переменных.
Решение
В этой задаче у класса не предусмотрен конструктор и методы установки значений переменных, однако, чтобы проверить корректность работы функций sum и max эти значения надо изменять. Поэтому эти переменные объявлены публичными ( public ):
Класс Test1 (в файле Test1.java ):
Соответствующая UML диаграмма классов приведена на рисунке:
Для проверки работы этого класса был создан класс Main (файл Main.java ):
Запустить программу можно в онлайн-компиляторе.
Пример 2 — Конструкторы
Создайте класс Test2 с двумя переменными. Добавьте конструктор с входными параметрами. Добавьте конструктор, инициализирующий члены класса по умолчанию. Добавьте set- и get- методы для полей экземпляра класса.
Решение
В этой задаче, класс имеет конструкторы и поля установки/получения значений переменных, поэтому переменные класса можно объявить в приватной секции – за счет этого все обращения к полям «извне» будут всегда выполняться через эти методы, это может помочь в обеспечении безопасности. Например, если в качестве полей использовались бы минуты и секунды, то методы установки значений могли бы выполнять валидацию значений.
UML диаграмма классов приведена на рисунке:
Исходный код класса Tast2 (файл Test2.java ):
Конструктор без параметров (по умолчанию) устанавливает полям значения 1 и 5 (могли быть любые другие).
Для проверки работы этого класса был создан класс Main (файл Main.java ):
Запустить программы можно в онлайн-компиляторе.
Пример 3 — Более сложный класс
Создайте класс с именем Student , содержащий поля: фамилия и инициалы, номер группы, успеваемость (массив из пяти элементов). Создайте массив из десяти элементов такого типа. Добавьте возможность вывода фамилии и номеров групп студентов, имеющих оценки, равные только 9 или 10.
Решение
В этой задаче не сказано каким образом у студента должны появляться оценки. При создании студента, очевидно, обязательно должны задаваться имя и группа, оценки же появляются позже. Поэтому в конструктор передается имя, инициалы и группа, а отдельным методом addGrade объекту добавляются оценки. Этот метод дописывает элемент (оценку) в конец массива — чтобы реализовать такое поведение необходимо было добавить в класс «текущее количество оценок». При невозможно добавления элемента addGrade возвращает false .
Уже в предыдущей задаче большой объем в функции Main занимал вывод элементов на экран, но в этой задаче таких элементов 10 и каждый из них имеет более сложную внутреннюю структуру, поэтому в класс добавлен метод print, выводящий содержимое объекта на консоль.
Оценки помечены спецификатором доступа private , чтобы у пользователя не было прямого доступа к ним – иначе пользователь мог бы, например, попробовать добавить шестую оценку (хотя память выделена под 5 элементов). Поэтому в класс также добавлен метод isGood , который возвращает true если все оценки студента равны 9 или 10.
Исходный код класса:
Главная функция создает 10 объектов типа Student . Затем, в цикле каждому из них генерируется 2 случайных оценки. Для генерации оценок используется функция стандартный модуль java.util.Random . Подробное описание работы ним в статье «Java — Генерация случайного числа в заданном диапазоне«.
Далее, все студенты выводятся на экран, а затем – выводятся только отличники. Исходный код файла Main.java :
Запустить программу можно в онлайн-компиляторе. Результаты работы программы:
Пример 4 — Наследование, Компараторы, Сортировка объектов
Создайте класс Train , содержащий поля: название пункта назначения, номер поезда, время отправления. Создайте массив из пяти элементов типа Train, добавьте возможность сортировки элементов массива по номерам поездов. Добавьте возможность вывода информации о поезде, номер которого введен пользователем, добавьте возможность сортировки массива по пункту назначения, причем поезда с одинаковым пунктом назначения должны быть упорядочены по времени отправления.
Решение
В этой задаче, в отличии от предыдущей:
Зависимости между классами показаны на рисунке:
Исходный код модуля Train.java :
Исходный код модуля Main.java :
Попробовать этот код в деле можно тут.
Пример 5 — Композиция
Описать класс, представляющий треугольник. Предусмотреть методы создания объектов, вычисления площади, периметра и точки пересечения медиан.
Решение
В задаче не сказано, как именно должен задаваться треугольник, но требуется найти точка пересечения медиан, а для этого необходимо знать координаты углов треугольника.
Треугольник задается тремя точками — имеет смысл выделить отдельный класс Point . Так как в этом классе не имеет смысла валидация полей (координаты могут быть любыми), а интерфейс из set- и get- функций полностью раскроет детали реализации – то целесообразно поля x и y этого класса сделать публичными. Тем не менее, конструктор и метод вывода точки и метод ввода координат с консоли повысят удобство и сократят дублирование кода. Кроме того, в класс Point включен статический метод distance . Статический, значит, что для его вызова не требуется создавать объект – в языке С++ такой метод эквивалентен свободной функции, сложенной в пространство имен. На рисунке приведена диаграмма соответствующая диаграмма классов:
Исходный код модуля Point.java :
Тут в метод read передается объект java.util.Scanner, который будет создаваться в классе Main .
В модуле Main.java создаются три точки, а затем – из них конструируется треугольник. Вычисляемая медиана также является точкой:
Запустить программу можно в онлайн-компиляторе.
Результаты работы программы:
Аналогичные вычисления, выполненные аналитически:
Пример 6 — Композиция (класс Автомобиль)
Создать объект класс Автомобиль, используя классы Колесо, Двигатель. Методы: ехать, заправляться, менять колесо, вывести на консоль марку автомобиля.
Решение
В соответствии с заданием разработана структура системы, показанная на рисунке. Машина включает в себя один двигатель и 4 колеса.
Двигатель имеет номер и мощность, а также методы для ввода параметров двигателя с консоли и преобразования в строку (для вывода на экран). Модуль Engine.java :
Класс Колесо имеет тип (зимнее/летнее), диаметр и марку. Помимо методов для ввода и вывода, позволяет получить диаметр – это нужно, так как машина не должна ехать с колесами разных диаметров. Содержимое Wheel.java :
Класс автомобиль, помимо колес и двигателя, содержит марку, расход топлива на 100км и текущий уровень топлива. Помимо методов ввода/вывода имеет методы move, add_fuel и change_wheel . Метод move – движение автомобиля, проверяет может ли автомобиль двигаться (наличие топлива и равенство диаметров всех колес), и производит пробег автомобиля до окончания топлива, на экран выводится пройденное расстояние. Содержимое файла Car.java :
Содержимое модуля Main.java :
Сразу после старта программы у пользователя запрашивается информация об автомобиле, затем интерфейс позволяет нам получить текущее состояние автомобиля, «ехать» или менять колесо.
Ввод начальной информации об автомобиле:
Вывод информации об автомобиле:
Замена колеса:
В этой короткой статье мы создаем модель предметной области для простого приложения. Все примеры приведены на языке Java. Мы используем Spring Boot для ускорения запуска приложения.. Помеченный java, весна.
В этой короткой статье мы создаем модель предметной области для простого приложения. Мы проиллюстрируем, как мы создаем классы/объекты модели на основе бизнес-описания приложения. Мы настаиваем только на тех сущностях, которые являются частью модели.
Здесь мы говорим о моделировании предметной области в случае веб-приложения с клиент-серверной архитектурой, где у нас есть Java на стороне сервера (бэкэнд). Все примеры приведены на языке Java. Мы используем Spring Boot для ускорения запуска приложения.
Инструменты, которые мы используем:
-
установлен с помощью SDKMAN – только для быстрого запуска приложения с интегрированной сборкой с использованием Spring Starter – используется внутри для сборки – используется для игры с доменом – для редактирования кода (вы можете использовать VS код или Возвышенный )
Запуск нашего приложения (мы называем его cindykat – имя, очень близкое к синдикату ) и запуск его происходит примерно так:
Теперь наше приложение запущено и работает на 8080 – это веб-приложение! Нет необходимости в веб-приложении – это нормально, когда что-то запущено и запущено.
У нас есть такая структура проекта:
Что такое домен приложения?
Модель предметной области – это то место в нашем коде, где мы моделируем бизнес нашего приложения. Обычно модель приложения должна быть прямым отражением бизнеса, который она реализует. Наш код должен быть историей реальности, которую мы моделируем. И мы должны использовать вездесущий язык, используемый всеми людьми, работающими над проектом.
Нет необходимости вводить другие абстракции, отличные от того, что мы имеем в реальности, которую мы моделируем. Существительные и глаголы из бизнеса должны присутствовать в названии наших классов, полей, методов. Когда мы внедряем другие вещи – нас можно заподозрить в чрезмерной инженерии.
И модель может со временем становиться все более и более сложной (сотни классов). И то, что содержится в модели, будет развиваться и будет влиять на все приложение. Это самая трудная часть, которую нужно понять в любом приложении новичку, работающему в команде разработчиков. Здесь не что-то вроде библиотеки или фреймворка, повторно используемых в других приложениях, но здесь есть что-то специфичное для бизнеса. А бизнес может быть очень, очень сложным.
Существует несколько способов запуска веб-приложения Java:
- Сначала серверная часть – поиграйте с доменом Java, используя тесты для создания модели домена, которая является ядром серверной части
- Сначала создайте интерфейс – начните с UX/UI с HTML/CSS/JavaScript и создайте несколько макетов, которые будут иллюстрировать взаимодействие с пользователем – вы также можете поиграть с моделью предметной области в JSON или машинописи здесь
Обычно есть команда, которая работает во внешнем интерфейсе, и другая команда, которая работает в бэкэнде, и контракт между ними – это спецификация Swagger/Open API.
Первый подход, моделирование предметной области, является предметом данной статьи. И это также тема очень известной книги: Доменно-ориентированный дизайн Эрика Эванса. В этой книге представлено больше тем, помимо объектов графа, описанных в этой статье.
Наш бизнес приложений объяснил
Приложение, которое мы хотим внедрить, представляет собой систему аналитики данных, предоставленных Поисковыми запросами Google в трендах – История поисковых запросов в Google, о которых сообщает Google за день и страну. Мы хотим импортировать некоторые данные из Google Trends, затем сохранить их в нашей системе и сделать возможным их анализ, отображение в другой форме и т.д.
В этом случае будет просто смоделировать наш домен, используемый в нашей аналитической системе. Потому что мы отличаем наши объекты от формата, используемого для получения данных поиска. Смотрите этот фрагмент кода Google Trends Формат синдикации Atom XML:
Так это просто! У нас есть Элемент , в котором есть список Новостей . У нас отдельно есть Источник объект, который будет повторно использоваться между NewsItem . Кроме того, для Элемента необходима Страна укажите страну/язык. Это все.
Создание графика сущностей
Модель предметной области будет отдельным пакетом в нашем приложении. Мы решили создать поддомен с именем лента новостей (полное имя com.colaru.cindykat.домен.лента новостей) для присвоения имени пакету, поскольку в будущем могут появиться другие агрегаты (группы сущностей).
Хорошей идеей будет создать целый модуль для домена (в многомодульном проекте Maven/Gradle), потому что таким образом мы можем создать зависимость от него в любых других модулях приложения – все остальные модули будут использовать модель домена.
Сначала, используя IDE, мы создадим класс Item , который является основной сущностью (совокупный корень в терминологии DDD), а затем остальные классы:
В конце концов, у нас будет такой график сущностей:
Теперь файловая система проекта выглядит следующим образом:
Общей проблемой для домена является анти-шаблон с именем Анемичный домен Мартина Фаулера – классы имеют только состояние, а не поведение. Мы получаем из реального мира только существительные , а не глаголы . В этом случае сущности являются структурами данных как в функциональном языке программирования, а не реальными Объекты Java как дядя Боб описывает в этой статье . И это нормально, потому что в целом сущности являются нашими сопоставителями таблиц базы данных, используемых платформой сохранения ORM.
Мы ожидаем, что глаголы будут находиться на уровне служб нашего приложения за пределами домена. Но в этом случае начинается другое обсуждение: являются ли эти сервисы частью домена?
Но также нет проблем ввести некоторую логику непосредственно в сущности – в этом случае мы должны знать, что у нас будет бизнес-логика в двух местах: в службах и в модели предметной области.
Мы представим некоторые бизнес-методы в сущности Item (некоторые преобразователи из строки в дату и из строки в длинную).:
Даже если домен прост, рекомендуется начать играть с ним, используя и создавая некоторые тесты с помощью JUnit. Во-первых, мы должны включить библиотеку JUnit как часть наших зависимостей Maven в pom.xml:
Теперь мы можем создать первый тест, чтобы поиграть с нашей простой графикой объектов и проверить некоторые небольшие функциональные возможности. Это первый рабочий скелет, достаточно хороший, чтобы начать разработку TDD, руководствуясь тестами для следующих функций, которые мы добавим в это приложение:
Когда мы запускаем весь тест, полоса становится зеленой (сначала я пишу тест, затем тестируемый метод, тестовый запуск завершается неудачно, я добавляю реализацию, снова запускаю тест, и теперь он проходит):
В этой статье мы рассказали о том, как мы создали простую модель для небольшого приложения.
Как мы видим, модель предметной области является основной частью приложения. Эти классы, составляющие модель предметной области, не зависят от технологий (параллелизм, постоянство сейчас не в наших интересах) – описывают только реальность бизнеса – ничего относительно технологий, используемых в проекте.
Мы опубликовали исходники на GitHub:
Вы мочь подписывайтесь на меня в Твиттере где я продолжаю документировать свое путешествие.
Читайте также: