Polymofizmus-pretypovanie

Polymorfizmus II

Informatika 2

Pojmy zavedené v 3. prednáške(1)

• polymorfizmus
• polymorfizmus a protokol
• druhy polymorfizmu

Informatika 2

1

Pojmy zavedené v 3. prednáške(2)

• interface
• interface - Java
• interface - UML

Informatika 2

2

Pojmy zavedené v 3. prednáške(3)

• typová kompatibilita - interface
• statický a dynamický typ

Informatika 2

3

4

Informatika 2

Rozhranie – vonkajší pohľad

odosielateľ

adresát

správa

5

Informatika 2

Implementácia – vnútorný pohľad

adresát

metóda

protokol

6

Informatika 2

Jazyk – vonkajší pohľad

odosielateľ

adresát

správa

Trieda

správa

typ premennej

7

Informatika 2

Jazyk – vnútorný pohľad

odosielateľ

adresát

správa

Trieda

metóda

typ inštancie

protokol

8

Informatika 2

Polymorfizmus – vonkajší pohľad

odosielateľ

adresát

správa

Interface

správa

typ premennej

9

Informatika 2

Polymorfizmus – vonkajší pohľad

odosielateľ

adresát

správa

Interface

správa

typ premennej

Trieda

metóda

typ inštancie

protokol

statický typ

dynamický typ

Cieľ prednášky

• polymorfizmu – pokračovanie

– pretypovanie – implicitné, explicitné

• testovanie – pokračovanie

– testy tried pre komunikáciu s používateľom

• príklad: hra „World of FRI“

– predmety

Informatika 2

10

Súčastný stav „World of FRI“

Informatika 2

11

„World of FRI“ – úloha 1

• pridať do hry predmety
• predmety sú v miestnostiach
• predmet môže hráč zdvihnúť a položiť

• príklad: predmet „kamen“

Informatika 2

12

Trieda Predmet – rozhranie

Informatika 2

13

Úpravy závislých tried

• predmety môžu byť

– v miestnosti – trieda Miestnost
– u hráča – trieda Hrac
– vytvorenie a vloženie do miestnosti – trieda MapaHry

Informatika 2

14

Úprava triedy Miestnost

• predmety v miestnosti – atribút aPredmety
• inicializácia atribútu – konštruktor
• uloženie predmetu do miestnosti – metóda
• odobratie predmetu z miestnosti – metóda

Informatika 2

15

Trieda Miestnost – kód(1)

...
private HashMap<String, Predmet> aPredmety;
...
public Miestnost(String paPopis)
{
aPopisMiestnosti = paPopis;
aVychody = new TreeMap<String, Miestnost>();
aPredmety = new HashMap<String, Predmet>();
}
...

Informatika 2

16

Trieda Miestnost – kód(2)

...
public Predmet zoberPredmet(String paNazov)
{
return aPredmety.remove(paNazov);
}

public void polozPredmet(Predmet paPredmet)
{
aPredmety.put(paPredmet.dajNazov(), paPredmet);
}
...

Informatika 2

17

Úprava triedy MapaHry

• položenie predmetu do miestnosti

– konštruktor

Informatika 2

18

Úprava triedy MapaHry – kód

...
aTerasa.nastavVychod("vychod", aAula);
aTerasa.nastavVychod("juh", aLabak);
aTerasa.nastavVychod("sever", aBufet);

aTerasa.polozPredmet(new Predmet("kamen"));
...

Informatika 2

19

Úprava triedy Hrac

• predmety u hráča – atribút aPredmety
• inicializácia atribútu – konštruktor
• zdvihnutie predmetu z akt. miestnosti – metóda
• položenie predmetu do akt. miestnosti - metóda

Informatika 2

20

Trieda Hrac – kód(1)

...
private HashMap<String, Predmet> aPredmety;
...
public Hrac(String paMeno)
{
aMeno = paMeno;
aAktualnaMiestnost = MapaHry.dajInstanciu()
.dajVychodziuMiestnost();
aPredmety = new HashMap<String, Predmet>();
}
...

Informatika 2

21

Trieda Hrac – kód(2)

public void zoberPredmet(String paNazov)
{
Predmet predmet = aAktualnaMiestnost

.zoberPredmet(paNazov);

if (predmet == null) {
System.out.println(

"Nevidim predmet s nazvom " + paNazov);

} else {
aPredmety.put(predmet.dajNazov(), predmet);
}
}

Informatika 2

22

Trieda Hrac – kód(3)

public void polozPredmet(String paNazov)
{
Predmet predmet = aPredmety.remove(paNazov);
if (predmet == null) {
System.out.println(
"Nemas predmet s nazvom " + paNazov);
} else {
aAktualnaMiestnost.polozPredmet(predmet);
}
}

Informatika 2

23

Úpravy príkazov

• nové príkazy pre manipuláciu s predmetmi

– zober predmet
– poloz predmet
– nové triedy VykonavacZozber, VykonavacPoloz
– doplnenie triedy NazvyPrikazov

• rozšírenie príkazu ukaz – trieda Miestnost

– pridať výpis predmetov v miestnosti

Informatika 2

24

Nové príkazy – UML

Informatika 2

25

„World of FRI“ – úloha 2

• pridať popis predmetov
• príkaz ukaz parameter

– hráč môže pozrieť na predmet, ktorý má

• predmet „kamen“:

– „Trochu ziari, ale inak je to uuuplne normalny kamen“

Informatika 2

26

Úpravy triedy Predmet

• nový atribút - aPopis
• nový parameter konštruktora – paPopis
• inicializácia atribúta
• nová metóda dajPopis

Informatika 2

27

Úpravy závislých tried

• trieda MapaHry doplniť vytváranie predmetov a

vkladanie od miestností

• trieda Hrac doplniť prezeranie predmetov
• trieda VykonavacUkaz modifikovať metódu

vykonaj

Informatika 2

28

Trieda VykonavacUkaz – kód

public boolean vykonaj(Hrac paHrac, String paPar)
{
if (paPar == null) {
System.out.println(paHrac
.dajAktualnuMiestnost().dajUplnyPopis());
} else {
System.out.println(paHrac
.dajPopisPredmetu(paPar));
}
return false;
}

Informatika 2

29

„World of FRI“ – úloha 3

• pridať nový predmet naramkoveHodiny
• zobrazuje aktuálny čas

• iné správanie ako kameň
• treba využiť polymorfizmus
• nový interface IPredmet

Informatika 2

30

Triedy pre predmety

Informatika 2

31

Interface IPredmet – kód

public interface IPredmet
{
String dajNazov();
String dajPopis();
}

Informatika 2

32

Úpravy závislých tried

• nahradiť komunikáciu s inštanciami triedy

Predmet – komunikácia cez rozhranie IPredmet

– trieda Miestnost a trieda Hrac – zmena typu Predmet

na typ IPredmet – statický typ

– trieda MapaHry – pridanie predmetu hodiny do mapy

• nová trieda Hodiny
• trieda Predmet – implementuje interface

IPredmet

Informatika 2

33

Úpravy závislých tried

• nahradiť komunikáciu s inštanciami triedy

Predmet – komunikácia cez rozhranie IPredmet

– trieda Miestnost a trieda Hrac – zmena typu Predmet

na typ IPredmet – statický typ

– trieda MapaHry – pridanie predmetu hodiny do mapy

• nová trieda Hodiny
• trieda Predmet – implementuje interface

IPredmet

Informatika 2

34

Trieda Miestnost – kód(1)

...
private HashMap<String, IPredmet> aPredmety;
...
public Miestnost(String paPopis)
{
aPopisMiestnosti = paPopis;
aVychody = new TreeMap<String, Miestnost>();
aPredmety = new HashMap<String, IPredmet>();
}
...

Informatika 2

35

Trieda Miestnost –kód(2)

...
public IPredmet zoberPredmet(String paNazov)
{
return aPredmety.remove(paNazov);
}
...
public void polozPredmet(IPredmet paPredmet)
{
aPredmety.put(paPredmet.dajNazov(), paPredmet);
}
...

Informatika 2

36

Trieda MapaHry – kód

...
aKancelaria.nastavVychod("zapad", aLabak);

aKancelaria.polozPredmet(

new Hodiny("naramkoveHodiny"));

...

Informatika 2

37

Nová trieda Hodiny – kód(1)

import java.util.Date;
import java.text.DateFormat;

public class Hodiny implements IPredmet
{
private String aNazov;
...
}

Informatika 2

38

Nová trieda Hodiny – kód(2)

public Hodiny(String paNazov)
{
aNazov = paNazov;
}
public String dajNazov()
{
return aNazov;
}
...

Informatika 2

39

Nová trieda Hodiny – kód(3)

public String dajPopis()
{
Date cas = new Date();
DateFormat formatCasu =

DateFormat.getTimeInstance();

return "Prave je " + formatCasu.format(cas);
}

Informatika 2

40

Priebeh hry – príkazy zober, ukaz

Informatika 2

41

Testovanie

• testovanie tried pre priamu komunikáciu s

hráčom (používateľom)

• výsledok činnosti metódy je vypísaný do

terminálového okna

• System.out.print(...)
• System.out.println(...)

Informatika 2

42

Priama komunikácia

Informatika 2

43

Terminal – prostredník

Informatika 2

44

Interface ITerminal

Informatika 2

45

Testovacia trieda

Informatika 2

46

Interface ITerminal – kód

public interface ITerminal
{
void vypis(String paRiadok);
}

Informatika 2

47

Trieda SkutocnyTerminal

public class SkutocnyTerminal implements ITerminal
{
public void vypis(String paRiadok)
{
System.out.println(paRiadok);
}
}

Informatika 2

48

Trieda TestovaciTerminal(1)

public class TestovaciTerminal implements ITerminal
{
private String aVystup;

public TestovaciTerminal()
{
aVystup = "";
}
...
}

Informatika 2

49

Trieda TestovaciTerminal(2)

...
public void vypis(String paRiadok)
{
aVystup += paRiadok + "\n";
}

public String dajVypis()
{
return aVystup;
}

Informatika 2

50

Testovaná a testovacia trieda

Informatika 2

51

Trieda VykonavacPomoc(1)

public class VykonavacPomoc

implements IVykonavac

{
private ITerminal aTerminal;

public VykonavacPomoc(ITerminal paTerminal)
{
aTerminal = paTerminal;
}
...
}

Informatika 2

52

Trieda VykonavacPomoc(2)

public boolean vykonaj(

Hrac paHrac, String paParameter)

{
aTerminal.vypis("Zabludil si. Si sam. Tulas sa po fakulte.");
aTerminal.vypis("");
aTerminal.vypis("Mozes pouzit tieto prikazy:");
aTerminal.vypis(" chod ukonci pomoc");
return false;
}

Informatika 2

53

VykonavaceTest – Prípravky

private TestovaciTerminal terminal;
private Hrac hrac;
private VykonavacPomoc vykonavac;

@Before
protected void setUp()
{
terminal = new TestovaciTerminal();
hrac = new Hrac("Test")
vykonavac = new VykonavacPomoc(terminal);
}

Informatika 2

54

VykonavaceTest – Testovacia metóda

public void testVykonavacPomoc()
{
String ocakavany =
"Zabludil si. Si sam. Tulas sa po fakulte.\n" +
"Mozes pouzit tieto prikazy:\n" +
" chod ukonci pomoc\n";

assertFalse(vykonavac.vykonaj(hrac, null));
assertEquals(ocakavany, terminal.dajVypis());
}

Informatika 2

55

Výsledok testov

Informatika 2

56

57

Informatika 2

Testovanie – vykonávače(1)

58

Informatika 2

Testovanie – vykonávače(2)

Testovanie – Parser

• čítanie z klávesnice a testovanie
• rozšírenie terminálu o čítanie klávesnice
• skutočný terminál preberá vstup od System.in
• testovací terminál dostáva vstup ako parameter

konštruktora

• detaily realizácie – projekt na vzdelávaní

Informatika 2

59

60

Informatika 2

Testovanie – vykonávače(3)

61

Informatika 2

Testovanie – vykonávače(4)

Dependency injection

• slovensky: vkladanie závislostí
• návrhový vzor
• znižovanie implementačnej závislosti pomocou

polymorfizmu

– nahradenie závislosti pomocou interface

• zlepšenie možnosti testovania aplikácie

Informatika 2

62

„World of FRI“ – úloha 4

• pridať predmet walkman

– prehráva hudbu
– dá sa zapnúť
– nefunguje bez bateriek

• pridať predmet baterky

– dajú sa vložiť do walkmanu

Informatika 2

63

Vyžadované zmeny

• každý predmet sa musí dať použiť

– nový príkaz pouzi
– nová trieda VykonavacPouzi
– nová položka do zoznamu v triede NazvyPrikazov

• nová správa pouzi do interface IPredmet

– hráč musí vedieť použiť držaný predmet
– nová metóda pouziPredmet(String paNazov) do triedy

Hrac

Informatika 2

64

Nová správa – pouzi

• parameter paHrac – hráč, ktorý predmet používa
• návratová hodnota – odpoveď hráčovi vo forme

reťazca, zobrazí sa v termináli

Informatika 2

65

String pouzi(Hrac paHrac)

Nová správa – pouzi

Informatika 2

66

Nové predmety

Informatika 2

67

Nový predmet – walkman

• dajNazov – vráti názov (walkman)
• dajPopis – informuje o možnosti objekt spustiť
• pouzi – po vložení batérií pustí hudbu – vypíše

text na terminál

Informatika 2

68

Nový predmet – baterky

• dajNazov – vráti názov (baterky)
• dajPopis – nejaký vtipný popis bateriek
• pouzi – zistí, či hráč drží walkman, ak áno, vloží

doň baterky

Informatika 2

69

Trieda Walkman(1)

public class Walkman implements IPredmet
{
private String aNazov;
private boolean aMaBaterky;

public Walkman(String paNazov)
{
aNazov = paNazov;
aMaBaterky = false;
}
...
}

Informatika 2

70

Trieda Walkman(2)

public String dajPopis()
{
return "Walkman. Ma cudlik na zapnutie.";
}

public String dajNazov()
{
return aNazov;
}

Informatika 2

71

Trieda Walkman(3)

public String pouzi(Hrac paHrac)
{
if (aMaBaterky) {
return "La.. laaa~ walkmen vyhravaaaa~";
} else {
return "Nema baterky";
}
}

Informatika 2

72

Trieda Walkman(4)

public void vlozBaterky()
{
aMaBaterky = true;
}

Informatika 2

73

Trieda Baterky(1)

public class Baterky implements IPredmet
{
private String aNazov;

public Baterky(String paNazov)
{
aNazov = paNazov;
}
...
}

Informatika 2

74

Trieda Baterky(2)

public String dajNazov()
{
return aNazov;
}

public String dajPopis()
{
return "Tie baterky so zajacom, co hra fotbal.

Nebudem robit reklamu...";

}

Informatika 2

75

Trieda Baterky(3)

public String pouzi(Hrac paHrac)
{
Walkman walkman =

paHrac.dajPredmet("walkman");

if (walkman == null)
return "Nemas ich ako pouzit";

paHrac.vyberPredmet(aNazov);
walkman.vlozBaterky();
return "Vlozil si baterky do walkmana.";
}

Informatika 2

76

Chyba pri preklade

Informatika 2

77

Trieda Baterky – správne

public String pouzi(Hrac paHrac)
{
IPredmet pred = paHrac.dajPredmet("walkman");
Walkman walkman = (Walkman) pred;

if (walkman == null)
return "Nemas ich ako pouzit";

paHrac.vyberPredmet(aNazov);
walkman.vlozBaterky();
return "Vlozil si baterky do walkmana.";
}

Informatika 2

78

Pretypovanie

• zmena statického typu
• zmena množiny správ, ktoré je možné poslať

• implicitné
• explicitné

Informatika 2

79

Implicitné pretypovanie

• automatické pretypovanie
• iba obmedzenie množiny správ
• vykonáva a kontroluje prekladač pri preklade
• statický typ musí byť typovo kompatibilný s

cieľovým typom

• literál null sa dá implicitne pretypovať na

ľubovoľný objektový typ

Informatika 2

80

IPredmet predmet = new Walkman();

Explicitné pretypovanie

• pretypovanie „na požiadanie“
• rozšírenie, alebo výmena množiny správ
• prekladač robí iba čiastočnú kontrolu
• vykonáva a kontroluje JVM za behu programu
• dynamický typ musí byť typovo kompatibilný s

cieľovým typom

• hodnota null sa dá explicitne pretypovať na

ľubovoľný objektový typ

Informatika 2

81

Explicitné pretypovanie – príklad

• nový typ do zátvorky pred výraz, ktorý má byť

pretypovaný

Informatika 2

82

Walkman predmet =

(Walkman)paHrac.dajPredmet("walkman");

83

Informatika 2

Pretypovanie(1)

Implicitné

I

Explicitné

E

Pretypovanie(2)

IPredmet predmet;
Walkmen walkmen = new Walkmen();

predmet = walkmen; // OK
walkmen = predmet; // Chyba
walkmen = (Walkmen) predmet; // OK

Informatika 2

84

Vďaka za pozornosť