Podstawy programowania obiektowego

Transkrypt

1 1/23 Podstawy programowania obiektowego wykład 8 polimorfizm, wyjątki, kolekcje generyczne Na poprzednim wykładzie: dziedziczenie jest sposobem na utworzenie nowej klasy na podstawie klasy już istniejącej, klasa pochodna dziedziczy pola i metody klasy bazowej, ale nie dziedziczy konstruktorów, klasa pochodna może dodawać własne pola i metody, a także przesłaniać pola i metody klasy bazowej, klasa pochodna może odwołać się do klasy bazowej przy pomocy słowa kluczowego base.

2 2/23 Klasa pochodna dziedziczy nie tylko pola i metody, ale również typ. class Osoba protected String imię; protected String nazwisko; class Pracownik : Osoba protected double płaca; public void wypłać() /*...*/ Klasa Pracownik dziedziczy z klasy Osoba, a zatem Pracownik jest szczególnym rodzajem Osoby, a zatem Pracownik jest Osobą. Co z tego wynika? Rzutowanie w górę: Tworzymy Pracownika, ale traktujemy go jako Osobę. Osoba os = new Pracownik("Piotr", "Nowak", ); os.wypłać();

3 3/23 Klasa pochodna dziedziczy nie tylko pola i metody, ale również typ. class Osoba protected String imię; protected String nazwisko; class Pracownik : Osoba protected double płaca; public void wypłać() /*...*/ Osoba os = new Pracownik("Piotr", "Nowak", ); os.wypłać(); //... Pracownik pr = (Pracownik)os; pr.wypłać(); Rzutowanie w dół: Tę Osobę potraktujemy jako Pracownika (to działa, gdyż faktycznie jest to Pracownik).

4 4/23 Klasa pochodna dziedziczy nie tylko pola i metody, ale również typ. class Osoba protected String imię; protected String nazwisko; class Pracownik : Osoba protected double płaca; public void wypłać() /*...*/ Osoba os = new Pracownik("Piotr", "Nowak", ); os.wypłać(); //... if(os is Pracownik) Pracownik pr = (Pracownik)os; pr.wypłać(); Rzutowanie w dół: Bezpieczniejsze rozwiązanie sprawdzenie faktycznego typu obiektu

5 5/23 Klasa pochodna dziedziczy nie tylko pola i metody, ale również typ. class Osoba protected String imię; protected String nazwisko; class Pracownik : Osoba protected double płaca; public void wypłać() /*...*/ Osoba os = new Pracownik("Piotr", "Nowak", ); os.wypłać(); //... Pracownik pr = os as Pracownik; if (pr!= null) pr.wypłać(); Rzutowanie w dół: Jeszcze inne rozwiązanie null oznacza brak obiektu pod tą referencją

6 6/23 Do czego może się to przydać? Dzięki temu możemy traktować w jednakowy sposób wiele obiektów należących do jednej rodziny (hierarchii) określane jest to jako polimorfizm. class Figura public void rysuj() Console.WriteLine("rysuję figurę"); class Trójkąt : Figura public void rysuj() Console.WriteLine("rysuję trójkąt"); class Koło : Figura public void rysuj() Console.WriteLine("rysuję koło"); class Prostokąt : Figura public void rysuj() Console.WriteLine("rysuję prostokąt");

7 7/23 Do czego może się to przydać? Dzięki temu możemy traktować w jednakowy sposób wiele obiektów należących do jednej rodziny (hierarchii) określane jest to jako polimorfizm. static void Main(string[] args) Figura[] figury = new Figura[10]; figury[0] = new Koło(); figury[1] = new Trójkąt(); figury[2] = new Prostokąt();

8 Do czego może się to przydać? Dzięki temu możemy traktować w jednakowy sposób wiele obiektów należących do jednej rodziny (hierarchii) określane jest to jako polimorfizm. static void Main(string[] args) Figura[] figury = new Figura[10]; figury[0] = new Koło(); figury[1] = new Trójkąt(); figury[2] = new Prostokąt(); figury[1].rysuj(); Pytanie: jaka figura się narysuje? która metoda rysuj() się wywoła? rysuję figurę class Figura public void rysuj() Console.WriteLine("rysuję figurę"); 8/23

9 9/23 Do czego może się to przydać? Dzięki temu możemy traktować w jednakowy sposób wiele obiektów należących do jednej rodziny (hierarchii) określane jest to jako polimorfizm. static void Main(string[] args) Figura[] figury = new Figura[10]; figury[0] = new Koło(); figury[1] = new Trójkąt(); figury[2] = new Prostokąt(); (figury[1] as Trójkąt).rysuj(); // lub: ((Trójkąt)figury[1]).rysuj(); Rzutowanie w dół pozwala dostać się do rzeczywistego obiektu ukrytego w tablicy. rysuję trójkąt

10 10/23 Do czego może się to przydać? Dzięki temu możemy traktować w jednakowy sposób wiele obiektów należących do jednej rodziny (hierarchii) określane jest to jako polimorfizm. static void Main(string[] args) Figura[] figury = new Figura[10]; figury[0] = new Koło(); figury[1] = new Trójkąt(); figury[2] = new Prostokąt(); Skąd jednak mamy pewność, że to faktycznie trójkąt? Random rnd = new Random(); for (int i = 0; i < figury.length; ++i) switch (rnd.next(3)) case 0: figury[i] = new Koło(); break; case 1: figury[i] = new Trójkąt(); break; case 2: figury[i] = new Prostokąt(); break;

11 Do czego może się to przydać? Dzięki temu możemy traktować w jednakowy sposób wiele obiektów należących do jednej rodziny (hierarchii) określane jest to jako polimorfizm. static void Main(string[] args) Figura[] figury = new Figura[10]; figury[0] = new Koło(); figury[1] = new Trójkąt(); figury[2] = new Prostokąt(); Skąd jednak mamy pewność, że to faktycznie trójkąt? for (int i = 0; i < figury.length; ++i) Console.WriteLine("Wybierz rodzaj figury:..."); int wybór = int.parse(console.readline()); switch (wybór) case 0: figury[i] = new Koło(); break; case 1: figury[i] = new Trójkąt(); break; case 2: figury[i] = new Prostokąt(); break; 11/23

12 12/23 Do czego może się to przydać? Dzięki temu możemy traktować w jednakowy sposób wiele obiektów należących do jednej rodziny (hierarchii) określane jest to jako polimorfizm. static void Main(string[] args) Figura[] figury = new Figura[10]; // // wypełnianie tablicy figur... // if (figury[1] is Trójkąt) ((Trójkąt)figury[1]).rysuj(); else if (figury[1] is Koło) ((Koło)figury[1]).rysuj(); else if (figury[1] is Prostokąt) ((Prostokąt)figury[1]).rysuj(); Operator is sprawdza faktyczny typ obiektu w tablicy.

13 13/23 Do czego może się to przydać? Dzięki temu możemy traktować w jednakowy sposób wiele obiektów należących do jednej rodziny (hierarchii) określane jest to jako polimorfizm. static void Main(string[] args) Figura[] figury = new Figura[10]; // // wypełnianie tablicy figur... Operację możemy wykonać dla // każdego elementu tablicy. foreach (Figura figura in figury) if (figura is Trójkąt) ((Trójkąt)figura).rysuj(); else if (figura is Koło) ((Koło)figura).rysuj(); else if (figura is Prostokąt) ((Prostokąt)figura).rysuj(); Operator is sprawdza faktyczny typ obiektu w tablicy.

14 14/23 Jeśli oznaczymy metodę jako wirtualną, program sam (automatycznie) będzie dokonywał powyższych sprawdzeń i rzutowań w momencie jej wywołania. class Figura public virtual void rysuj()... class Trójkąt : Figura public override void rysuj()... class Koło : Figura public override void rysuj()... class Prostokąt : Figura public override void rysuj()... Przesłaniając metodę wirtualną dodajemy słowo kluczowe override, wskazujące, że chcemy nadpisać wersję z klasy bazowej

15 15/23 Jeśli oznaczymy metodę jako wirtualną, program sam (automatycznie) będzie dokonywał powyższych sprawdzeń i rzutowań w momencie jej wywołania. Teraz poniższy kod będzie działał prawidłowo. static void Main(string[] args) Figura[] figury = new Figura[10]; // // wypełnianie tablicy figur... // foreach (Figura figura in figury) figura.rysuj(); Zawsze wywoła się wersja metody rysuj() z odpowiedniej klasy.

16 16/23 Jak powiadamiać o błędach? Może wypisać komunikat? class Konto public void wypłać(double kwota) if (kwota <= 0) Console.WriteLine("Błędna kwota"); else if (kwota > suma) Console.WriteLine("Brak środków"); else suma -= kwota; Komunikat to informacja dla użytkownika, ale jak powiadomić programistę, aby mógł zareagować na błąd?

17 17/23 Jak powiadamiać o błędach? Może wypisać komunikat? class Konto public void wypłać(double kwota)... Komunikat to informacja dla użytkownika, ale jak powiadomić programistę, aby mógł zareagować na błąd? static void Main(string[] args) // wykonywanie przelewu Konto k1 = new Konto(), k2 = new Konto(); double kwota = double.parse(console.readline()); k1.wypłać(kwota); k2.wpłać(kwota); Jeśli był błąd przy wypłacie, nie powinniśmy wpłacać!

18 Jak powiadamiać o błędach? W programowaniu obiektowym preferowanym rozwiązaniem są wyjątki. class Konto Wystąpienie wyjątku public void wypłać(double kwota) powoduje zakończenie metody. if (kwota <= 0) throw new Exception("Błędna kwota"); if (kwota > suma) throw new Exception("Brak środków"); suma -= kwota; static void Main(string[] args) // wykonywanie przelewu Konto k1 = new Konto(), k2 = new Konto(); double kwota = double.parse(console.readline()); k1.wypłać(kwota); k2.wpłać(kwota); Domyślna reakcja na wystąpienie wyjątku to zakończenie programu (to lepsze niż działanie z błędem). 18/23

19 Pytanie: Jak lepiej reagować na wyjątek? Odpowiedź: Łapać go. class Konto public void wypłać(double kwota)... static void Main(string[] args) // wykonywanie przelewu Konto k1 = new Konto(), k2 = new Konto(); double kwota = double.parse(console.readline()); try catch k1.wypłać(kwota); k2.wpłać(kwota); Blok objęty kontrolą. Blok łapania wyjątku. Console.WriteLine("Operacja nieudana"); 19/23

20 Pytanie: Jak lepiej reagować na wyjątek? Odpowiedź: Łapać go. class Konto public void wypłać(double kwota)... static void Main(string[] args) // wykonywanie przelewu Konto k1 = new Konto(), k2 = new Konto(); double kwota = double.parse(console.readline()); try k1.wypłać(kwota); k2.wpłać(kwota); catch(exception ex) W ten sposób możemy uzyskać informację o wyjątku, który wystąpił. Console.WriteLine("Operacja nieudana: "+ ex.message); 20/23

21 21/23 Kolekcje generyczne w C#: lista, gdzie każdy element ma swój indeks (może być traktowana jako dynamiczna tablica): List<Element> słownik pewnej wartości klucza przyporządkowują pewną wartość (mogą być traktowane jako uogólnienie tablic): Dictionary<Klucz, Wartość> Tworząc kolekcję określamy rodzaj przechowywanego elementu (może to byćtyp obiektowy lub prosty). List<Figura> figury = new List<Figura>(); Dictionary<string, Figura> słownik = new Dictionary<string, Figura>();

22 22/23 Najważniejsze metody klasy List<>: Add(Element o) i Insert(int indeks, Element o) wstawianie elementu do listy na koniec lub pod żądanym indeksem bool Contains(Element o) i int IndexOf(Element o) przeszukiwanie listy void Clear(), void RemoveAt(int index), bool Remove(Element o) usuwające elementy z listy Przeglądanie listy: for(int i = 0; i < al.count; ++i) lista[i].metoda(); lub: foreach(element e in lista) e.metoda(); Dostęp do listy jak do zwykłej tablicy.

23 23/23 Najważniejsze metody klasy Dictionary<>: Add(Klucz key, Element value) umieszcza wartość pod danym kluczem Clear(), Remove(Klucz key) usuwanie zawartości bool ContainsKey(Klucz key) sprawdza, czy jest jakaś wartość pod danym kluczem (szybka metoda) bool ContainsValue(Element value) sprawdza, czy w mapie jest dana wartość (wolna metoda) Dictionary<string, string> słownik = new Dictionary<string, string>(); słownik.add("kot", "cat"); słownik.add("dom", "house"); if(słownik.containskey("dom")) Console.WriteLine(słownik["dom"]); Dostęp do słownika jak do zwykłej tablicy.