23-04-21 1

Principy OOP• Objektově orientované programování vychá-

zí ze třech základních principů (rysů):– zapouzdření (encapsulation)– dědičnost (inheritance)– polymorfismus

23-04-21 2

Zapouzdření• Třída může obsahovat libovolné množství

členů

• Při správném objektově orientovaném přístu-pu by však měla být data skryta (zapouzdřena) uvnitř třídy

• K jednotlivým objektům by se mělo přistupo-vat prostřednictvím metod nebo vlastností

• Toto snižuje nebezpečí vzniku chyby a umož-ňuje tvůrci modifikovat vnitřní reprezentaci třídy

23-04-21 3

Dědičnost (1)• Jedná se o prostředek, který umožňuje dosáh-

nout snadné rozšiřitelnosti a znovupoužitel-nosti již existujících částí programu

• Dovoluje definovat novou třídu (B), která vznikne pouze přidáním nových členů k těm, které již byly definovány v rámci jiné třídy (A)

• Třída: – A se stává bezprostředním předkem třídy B – B je bezprostředním potomkem třídy A

23-04-21 4

Dědičnost (2)• Nechť je dána třída:class Date{

public byte Day { get; set; }public byte Month { get; set; }public short Year { get; set; }

public Date(byte d, byte m, short y) {…}public string GetDate() {…}public bool IsLeapYear() {…}

}

• Na jejím základě lze definovat jejího potomka

23-04-21 5

Dědičnost (3)• Informace o bezprostředním předkovi se zapi-

suje v definici třídy (za jejím názvem – oddě-lena dvojtečkou)

• Příklad:class DateExt : Date{

public DateExt (byte d, byte m, short y) : base(d, m, y) {…}public void AddDay() {…}public void SubtractDay() {…}private byte GetMonthDaysCount() {…}

}

23-04-21 6

Dědičnost (4)

• Jestliže třída B je potomkem třídy A, tak jsou třídě B automaticky dostupné všechny členy (vyjma konstruktorů instancí, statických kon-struktorů a destruktorů) třídy A, aniž by bylo nutné je znovu definovat

• Říkáme, že třída B dědí členy třídy A• Jestliže při definici třídy v jazyku C# neuve-

deme žádného předka, je jejím předkem auto-maticky třída object (System.Object)

23-04-21 7

Dědičnost (5)• Každá definovaná třída automaticky dědí členy

definované ve třídě object , např. metody:– Equals:

• zjistí, zda jsou si dvě instance typu object rovny

– GetHashCode:• vrací hash kód objektu, který slouží k efektivnímu

vyhledávání v hashových tabulkách

– ToString:• vrací textovou reprezentaci objektu

• Zděděné datové položky bývají obvykle inicia-lizovány vyvoláním konstruktoru předka

23-04-21 8

Dědičnost (6)

• Konstruktor předka se volá pomocí klíčového slova base, které je uvedeno za hlavičkou konstruktoru potomka (odděleno dvojtečkou)

• Příklad:public DateExt(byte d, byte m, short y) : base(d, m, y) {…}

• Pokud volání konstruktoru předka není expli-citně provedeno, pak zkouší překladač volat konstruktor implicitní

23-04-21 9

Dědičnost (7)• Tj. definice:public DateExt(byte d, byte m, short y) {…}

bude automaticky přepsána (doplněna) na tvar: public DateExt(byte d, byte m, short y) : base() {…}

• Doplněný tvar je funkční pouze v případě, že předek obsahuje (má v programu definovaný) veřejný implicitní konstruktor (v opačném případě dojde k chybě při překladu)

23-04-21 10

Dědičnost (8)

• Skrývání (maskování) metod:– dovoluje na úrovni potomka definovat metodu,

která má stejnou signaturu (stejné jméno, stejný počet a typy formálních parametrů) jako metoda na úrovni předka

– metoda potomka tak skrývá (maskuje) metodu předka

– metody, které provádějí skrývání by měly být de-finovány pomocí klíčového slova new (v opač-ném případě bude překladač vypisovat varování)

23-04-21 11

Dědičnost (9)• Platí, že proměnné typu třída A (předchůdce)

je možné přiřadit proměnnou typu třída B (následníka) – opačné přiřazení není možné

• Lze provést přiřazení tvaru:

objekt předka = objekt potomka;

• Příklad:Date d = new Date(1, 1, 2000);DateExt dExt = new DateExt(2, 8, 2010);

d = dExt;

23-04-21 12

Polymorfismus (1)• Rys umožňující, aby akce uskutečňované nad

různými objekty byly pojmenovány stejně, přičemž ale jejich realizace je různá (podle toho, nad kterým objektem se provádějí)

• Nástrojem pro realizaci polymorfismu jsou tzv. virtuální metody

• Virtuální metody:– obsahují ve své definici klíčové slovo virtual– implementace virtuálních metod může být na

úrovni potomka nahrazena implementací jinou

23-04-21 13

Polymorfismus (2)– umožňují volat různé verze stejné metody na zá-

kladě typu objektu určeného dynamicky za běhu programu

– proces nahrazení implementace zděděné virtuální metody se označuje jako předefinování (potlačení, overriding) metody

– metoda realizující odlišnou implementaci na úrov-ni potomka musí ve své definici obsahovat klíčové slovo override

– nová implementace metody (na úrovni potomka) může volat původní implementaci téže metody (na úrovni předka) pomocí klíčového slova base, jež se zapisuje v příkazové části metody

23-04-21 14

Polymorfismus (3)– poznámky:

• klíčová slova virtual a override nelze použít u soukromých (privátních) metod

• signatura metody, která provádí předefinování, musí být stejná (včetně návratového typu) jako signatura původní metody

• metoda s klíčovým slovem override je rovněž vir-tuální a může být na úrovni dalšího potomka opět pře-definována

23-04-21 15

Skrytí vs. předefinování

• Skrytí:– jedna metoda nahrazuje metodu jinou– tyto metody obvykle nemají žádnou vazbu a mo-

hou provádět zcela odlišné úlohy

• Předefinování:– zajišťuje různé implementace stejné metody– všechny implementace jsou příbuzné – provádě-

jí v zásadě stejnou úlohu, ale specifickým způ-sobem pro danou třídu

23-04-21 16

Abstraktní metody a třídy (1)• Jazyk C# dovoluje definovat tzv. abstraktní

metody

• Abstraktní metoda se definuje pomocí klíčové-ho slova abstract a neobsahuje žádnou im-plementaci

• Abstraktní metody jsou automaticky virtuální (klíčové slovo virtual se však neuvádí)

• Třída, jež obsahuje abstraktní metodu se ozna-čuje jako abstraktní třída a musí být rovněž de-finována s klíčovým abstract

23-04-21 17

Abstraktní metody a třídy (2)• Na základě abstraktní třídy nelze vytvořit no-

vou instanci:– slouží pouze jako třída, na jejímž základě budou

definovány další třídy (jako její potomci)

• Potomci abstraktní třídy provádějí předefino-vání abstraktních metod (pomocí klíčového slova override), čímž doplňují jejich imple-mentaci

• Poznámka:– jako abstraktní mohou být také označeny vlastno-

sti, indexery a události

23-04-21 18

Abstraktní metody a třídy (3)• Příklad:abstract class ShapesClass {

abstract public double GetArea(); } class Square : ShapesClass {

private double side; public Square(double n) {

side = n; } public override double GetArea() {

return side * side; }

}

23-04-21 19

Rozhraní (1)• Rozhraní (interface) definuje kontrakt s třídou

nebo strukturou, která je následně od tohoto rozhraní odvozena

• Představuje seznam členů, které se odvozená třída nebo struktura zavazuje implementovat

• Platí, že:– jedno rozhraní může dědit od jednoho nebo více

jiných rozhraní– jedna třída může implementovat jedno nebo více

rozhraní (může dědit pouze od jedné třídy)

• Dovoluje „nahradit“ vícenásobnou dědičnost

23-04-21 20

Rozhraní (2)• Umožňují třídám přidávat charakteristiky

nebo schopnosti nezávisle na hierarchii tříd• Rozhraní může obsahovat:

– metody– události– vlastnosti– indexery

• Definice rozhraní:– začíná klíčovým slovem interface, za nímž

následuje jméno rozhraní– obsahuje pouze signatury členů (nikoliv jejich

implementace)

23-04-21 21

Rozhraní (3)• Všechny členy jsou automaticky veřejné (ma-

jí přístupnost public):– klíčové slovo public se neuvádí– rozhraní udává, jak s objektem zvenku pracovat

• Jméno implementovaného rozhraní se zapisu-je za jméno třídy oddělené dvojtečkou

• Konvence:– jména rozhraní se zapisují s počátečním velkým

písmenem I

• Poznámka:– od rozhraní nelze vytvořit instanci

23-04-21 22

Rozhraní (4)• Příklad:interface IPoint{

int X { get; set; }int Y { get; set; }void WritePointCoords();

}class MyPoint : IPoint{

public int X { get; set; }public int Y { get; set; }public MyPoint(int x, int y){ X = x; Y = y; }public void WritePointCoords(){ Console.WriteLine

(”[{0}, {1}]”, X, Y);}

}

23-04-21 23

Rozšiřující metody• Umožňují rozšířit existující datový typ (třídu

nebo strukturu) dodatečnými statickými me-todami

• Tyto metody jsou okamžitě k dispozici jakým-koliv příkazům, které se odkazují na data roz-šířeného typu

• Definují se ve statické třídě

• Typ, kterého se rozšiřující metoda týká, se uvádí jako první parametr metody společně s klíčovým slovem this

23-04-21 24

Podmíněný operátor (1)• Ternární operátor umožňující zkrácený zápis

příkazové struktury if … else• Umožňuje vyhodnotit podmínku a vrátit jednu

hodnotu v závislosti na tom, je-li podmínka splněna nebo nesplněna

• Zapisovaný ve tvaru:podmínka ? splněno : nesplněnokde:– podmínka:

• booleovský výraz, který se vyhodnotí

23-04-21 25

Podmíněný operátor (2)– splněno:

• hodnota, která se vybere v případě splnění podmínky

– nesplněno:• hodnota, která se vybere v případě nesplnění podmínky

• Příklad:int x;

string s = x.ToString() + ” ”;s += (x == 1? ”člověk” : ”lidé”);Console.WriteLine(s);