Objectgericht programmeren 1.

Transcriptie

1 Objectgericht programmeren 1 joost.vennekens@kuleuven.be

2 Objectgericht ontwerpen 35% Objectgericht ontwerpen 65% OP1 Informatiesystemen 50% Databanken 50% OP1

3 Evaluatie 40% permanente evaluatie practica 60% Examen 30% oefening Gesloten boek, schriftelijk Op PC, zoals in practica 30% theorie Gesloten boek, mondeling

4 Inhoud OOP Manier van denken over structuur van programma s In meer of mindere mate ondersteund door programmeertaal (C++, Python, ) In dit vak: Java

5 Java Strikte regels Sterk getypeerd Statisch getypeerd Onderscheid tussen ingebouwde en gebruikersgedefinieerde types Geen expliciet geheugenbeheer

6 Strikte regels Beperkingen Minder mogelijkheden Verbose en weinig elegant Hulpmiddelen Samenwerken Minder bugs,

7 Waarom Java? Grote projecten

8 Vergelijking Python: Flexibel, snel te programmeren -> prototypes en kleine projecten C/C++: Volledige controle aan programmeur, alles kan en mag -> snelle programma s Java: OO toeters & bellen, strenge compiler -> bugs vermijden

9 bottles-of-beer.net

10 class Bottles { public static String tekst(int b) { if (b == 0) return "no more"; else return "" + b; public static void main(string[] args) { boolean firsttime = true; for (int beers = 99; beers >= 0; beers--) { if (!firsttime) System.out.println(tekst(beers) + " bottle(s) of beer on the wall"); System.out.print("\n" + tekst(beers) + " bottle(s) of beer on the wall, "); System.out.println(tekst(beers) + " bottle(s) of beer"); if (beers > 0) System.out.print("take one down and pass it around, "); firsttime = false; System.out.println("go to the store, buy some more");

11 $ ls Bottles* Bottles.java $ javac Bottles.java $ ls Bottles* Bottles.class Bottles.java $ java Bottles Compileren Uit voeren 99 bottle(s) of beer on the wall, 99 bottle(s) of beer take one down and pass it around, 98 bottle(s) of beer on the wall 98 bottle(s) of beer on the wall, 98 bottle(s) of beer take one down and pass it around, 97 bottle(s) of beer on the wall... 2 bottle(s) of beer on the wall, 2 bottle(s) of beer take one down and pass it around, 1 bottle(s) of beer on the wall 1 bottle(s) of beer on the wall, 1 bottle(s) of beer take one down and pass it around, no more bottle(s) of beer on the wall no more bottle(s) of beer on the wall, no more bottle(s) of beer go to the store, buy some more $

12 Datatypes // Geheel int geheelgetal; long longergetal; // Komma float drijvendekomma; double dubbeleprecisie; // Tekst char letter; String stukjetekst; // Rijen int[] rij; int[][] matrix; // Booleaanse waardes boolean waaroffout;

13 While lus while (test) {... public void printaf(int[] rij) { int i = 0; while (i < rij.length) { System.out.println(rij[i++]);

14 For lus for (initializatie; test; stap) {... public void printaf(int[] rij) { for (int i = 0; i < rij.length; i++) { System.out.println(rij[i]);

15 If-then-else if (test) {... else {... public boolean isleeg(int[] rij) { if (rij.length > 0) { return true; else { return false;

16 Kwis (1) public static void main(string[] args) { int i = 9; int j = i; while (--i > 7) { for (int k = 2; k < i; k *= 2) { j += k; if (i < j) j++; else j--; System.out.println(j); 16

17 Objectgeorienteerd

18 Object is een verzameling van gegevens die samen een geheel vormen Werknemer Naam Joost Vennekens Geboortedatum 27/09/

19 Klasse Werknemer Naam Joost Vennekens Geboortedatum 27/09/1980 Zelfde structuur Werknemer Naam Herman Crauwels Geboortedatum ***

20 Klasse is een soort van object... is een verzameling van objecten met allemaal dezelfde structuur kan gebruikt worden als datatype

21 class Werknemer { // Aantal dagen sinds 01/01/1900 int geboortedatum; String naam; Attribuut public static void main(string[] arg) { // Een klasse kan gebruikt worden als datatype Werknemer joost = new Werknemer(); joost.naam = "Joost Vennekens"; joost.geboortedatum = 365*80+5*31+2* ;

22 class Datum { int dag; int maand; int jaar; class Werknemer { Datum geboortedatum; String naam; // String is ook gewoon een klasse, trouwens public static void main(string[] arg) { Werknemer joost = new Werknemer(); Datum d = new Datum(); d.dag = 27; d.maand = 9; d.jaar = 1980; joost.naam = "Joost Vennekens"; joost.geboortedatum = d;

23 Werknemer Naam Geboortedatum Naam Geboortedatum String Joost Vennekens Herman Crauwels Datum Dag 27 Maand 9 Jaar 1980 Dag ** Maand ** Jaar ****

24 Object = Gegevens + Gedrag

25 Vb:twee soorten datums class SindsDatum { int sindseenjanuari1980; public static SindsDatum eendagvroeger(sindsdatum vandaag) { SindsDatum gisteren = new SindsDatum(); gisteren.sindseenjanuari1980 = vandaag.sindseenjanuari1980-1; return gisteren; SindsDatum x = new SindsDatum(); x.sindseenjanuari1980 = 5*31+2* ; SindsDatum y = eendagvroeger(x);

26 Andere voorstelling class DMJDatum { int dag; int maand; int jaar;

27 public static DMJDatum eendagvroeger(dmjdatum vandaag) { DMJDatum gisteren = new DMJDatum(); if (vandaag.dag > 1) { // Niet de 1e van de maand gisteren.dag = vandaag.dag - 1; gisteren.maand = vandaag.maand; gisteren.jaar = vandaag.jaar; else { if (vandaag.maand > 1) { // 1e dag van maand gisteren.maand = vandaag.maand - 1; gisteren.jaar = vandaag.jaar; gisteren.dag = laatstedag(gisteren.maand, gisteren.jaar); else { // Nieuwjaar gisteren.maand = 12; gisteren.jaar = vandaag.jaar - 1; gisteren.dag = 31; return gisteren;

28 Conclusie Hoe gedrag geimplementeerd moet worden Hangt onafscheidelijk samen met hoe gegevens worden voorgesteld Dus: gedrag en gegevens horen samen

29 Object = Gegevens + Gedrag

30 Daarnet: class SindsDatum { int sindseenjanuari1980; public static SindsDatum eendagvroeger(sindsdatum vandaag) { SindsDatum gisteren = new SindsDatum(); gisteren.sindseenjanuari1980 = vandaag.sindseenjanuari1980-1; return gisteren; SindsDatum x = new SindsDatum(); x.sindseenjanuari1980 = 5*31+2* ; SindsDatum y = eendagvroeger(x);

31 class SindsDatum { Object wordt impliciet meegegeven this.sindseenjanuari1980 int sindseenjanuari1980; public SindsDatum eendagvroeger() { SindsDatum gisteren = new SindsDatum(); gisteren.sindseenjanuari1980 = sindseenjanuari1980-1; return gisteren; SindsDatum x = new SindsDatum(); x.sindseenjanuari1980 = 5*31+2* ; SindsDatum y = x.eendagvroeger();

32 class DMJDatum { int dag; int maand; int jaar; public DMJDatum eendagvroeger() {... DMJDatum x = new DMJDatum(); x.sindseenjanuari1980 = 365*80+5*31+2* ; DMJDatum y = x.eendagvroeger(); Juiste methode

33 Voordeel: Encapsulatie

34 class Datum {??? Datum x = new Datum(); x.vulin(27, 9, 1980); Datum y = x.eendagvroeger(); public void vulin(int dag, int maand, int jaar) {... public Datum eendagvroeger() {...

35 Ondersteuning voor encapsulatie Toegansniveaus private: voor niemand niets: voor klassen uit zelfde pakket protected: voor subklassen of uit hetzelfde pakket public: voor iedereen

36 class Datum { private int sindseenjanuari1980; public void vulin(int dag, int maand, int jaar) {... public Datum eendagvroeger() {... Datum x = new Datum(); x.vulin(27, 9, 1980); Datum y = x.eendagvroeger();

37 Constructors Object ook initializeren bij het aanmaken Niet meer Datum d = new Datum(); d.vulin(27,09,1980); maar: Datum d = new Datum(27,09,1980);

38 class Datum { public Datum () { dag = 1; maand = 1; jaar = 1980; public Datum(int d, int m, int j) { dag = d; maand = m; jaar = j; private int dag; private int maand; private int jaar; Datum d1 = new Datum(27,09,1980); Datum d2 = new Datum();

39 Constructor Als er geen constructors zijn, verzint de compiler er een zonder argumenten Andere constructor aanroepen: public class Werknemer { private int ancieniteit; private String naam; private Datum geboortedatum; public Werknemer() { ancieniteit = 1; public Werknemer(String n) { this (); naam = n; public Werknemer(String n, Datum g) { this (n); geboortedatum = g; public int getancieniteit() { return ancienieit; public void setancieniteit(int a) { ancienieit = a;

40 Vb: complexe getallen Complex getal: reeel en imaginair deel c = a + bi Optellen: (a+bi) + (a +b i) = a+a + (b+b )i Polaire voorstelling: magnitude r en argument φ a = r cos φ en b = r sin φ

41 public class ComplexGetal { /** Complex getal: reeel + imaginair * i **/ private double reeel; private double imaginair; public ComplexGetal(double r, double i) { reeel = r; imaginair = i; public double getreeel() { return reeel; public double getimaginair() { return imaginair; public ComplexGetal plus(complexgetal ander) { return new ComplexGetal(ander.getReeel() + getreeel(), ander.getimaginair() + getimaginair());

42 public class ComplexGetal { private double magnitude; private double argument; public ComplexGetal(double r, double i) { magnitude = Math.sqrt(Math.pow(r,2) + Math.pow(i, 2)); argument = Math.atan(i / r); public double getreeel() { return magnitude * Math.cos(argument); public double getimaginair() { return magnitude * Math.sin(argument); public ComplexGetal plus(complexgetal ander) { return new ComplexGetal(ander.getReeel() + getreeel(), ander.getimaginair() + getimaginair());

43 Statische methodes Methodes die bij een klasse horen ipv. bij een object public class Docent { public static Docent rector() { return new Docent( Luc Sels ); private String naam; public Docent(String n) { naam = n; Docent.rector();

44 Statische attributen Attributen die bij een klasse horen ipv. bij een object public class Docent { public static Docent rector = new Docent( Luc Sels ); Docent.rector; (new Docent()).rector;

45 Voorbeelden van static public static void main(string[] args) {... System.out.println(...); public class System { public static PrintWriter out;... Math.sqrt(49);

46 Overerving & Polymorfisme

47 Overerving Sommige klassen zijn speciaal geval van andere klasse Docent is een speciaal geval van werknemer, dwz. elke docent is ook werknemer Functionaliteit van docent = functionaliteit van werknemer + extra s Hergebruik van code

48 public class Werknemer { private Datum geboortedatum; private String naam; public Werknemer() { public String getnaam() { return naam; public void setnaam(string n) { naam = n; public class Docent { private Datum geboortedatum; private String naam; public Docent() { public String getnaam() { return naam; public void setnaam(string n) { naam = n; private Vak[] vakken; public boolean doceert(vak v) { for (int i = 0; i < vakken.length; i++) if (vakken[i].equals(v)) return true; return false;

49 public class Werknemer { private Datum geboortedatum; private String naam; public Werknemer() { public String getnaam() { return naam; public void setnaam(string n) { naam = n; Docent d = new Docent(); d.setnaam("joost Vennekens"); System.out.println(d.getNaam()); public class Docent extends Werknemer { public Docent() { private Vak[] vakken; public boolean doceert(vak v) { for (int i = 0; i < vakken.length; i++) if (vakken[i].equals(v)) return true; return false;

50 public class ComplexGetal { private double reeel; private double imaginair; public ComplexGetal(double r, double i) { reeel = r; imaginair = i; public ComplexGetal plus(complexgetal ander) { return new ComplexGetal(ander.getReeel() + getreeel(), ander.getimaginair() + getimaginair()); public class ReeelGetal extends ComplexGetal { public ReeelGetal(double getal) { super (getal, 0); ReeelGetal r = new ReeelGetal(5.0); ReeelGetal s = new ReeelGetal(5.0); ComplexGetal som = r.plus(s);

51 Superklasse Bankrekening Subklasse Spaarrekening Zichtrekening public class Bankrekening {... public class Zichtrekening extends Bankrekening {... public class Spaarrekening extends Bankrekening {...

52 public class Rechthoek { private double breedte; private double hoogte; public Rechthoek(double h, double b) { breedte = b; hoogte = h; public double oppervlakte() { return breedte * hoogte; public void draai() { double tmp = breedte; breedte = hoogte; hoogte = tmp; public class Vierkant extends Rechthoek { Vierkant v = new Vierkant(7.5); v.draai(); public Vierkant(double grootte) { super (grootte, grootte);

53 public class Rechthoek { private double breedte; private double hoogte; Overriding public Rechthoek(double h, double b) { breedte = b; hoogte = h; public double oppervlakte() { return breedte * hoogte; public void draai() { double tmp = breedte; breedte = hoogte; hoogte = tmp; public class Vierkant extends Rechthoek { public Vierkant(double grootte) { super (grootte, grootte); public void draai() { Vierkant v = new Vierkant(7.5); v.draai();

54 Polymorfisme Verschillende methodes mogen dezelfde naam hebben als hun argumenten verschillen Geldt ook voor impliciete argument this De meest specifieke methode die van toepassing is wordt uitgevoerd

55 Dynamische typering Een variabele heeft een type Statisch gedeclareerd <- foutendetectie Bankrekening mijnrekening; Een object heeft een type Dynamisch bepaald <- selectie methode mijnrekening = new Zichtrekening();

56 Overeenkomst Type van een object moet een subklasse zijn van type van de variable Bankrekening mijnrekening = new Bankrekening(); Bankrekening mijnrekening = new Zichtrekening(); Zichtrekening mijnrekening = new Bankrekening(); Vierkant x = new Rechthoek(); Rechthoek x = new Vierkant(); Vierkant x = new Vierkant() Gelijkaardig voor primitieve types int a = 9.2; double a = 9;

57 public class Rechthoek { protected double breedte; protected double hoogte;... public boolean pastin(rechthoek ander) { return (this.breedte <= ander.breedte) && (this.hoogte <= ander.hoogte) (this.breedte <= ander.hoogte) && (this.hoogte <= ander.breedte) ; public boolean pastin(vierkant ander) { return (this.breedte <= ander.breedte) && (this.hoogte <= ander.breedte) ; public class Vierkant extends Rechthoek {... public boolean pastin(vierkant ander) { return (this.breedte <= ander.breedte); z.pastin(x); x.pastin(y); public boolean pastin(rechthoek ander) { return (this.breedte <= ander.breedte) && (this.breedte <= ander.hoogte) ; Dynamische type Vierkant x = new Vierkant(7); Rechthoek y = new Vierkant(2); Rechthoek z = new Rechthoek(3,4); x.pastin(x); y.pastin(x); Statische type

58 public class ComplexGetal {... public ComplexGetal plus(complexgetal ander) { return new ComplexGetal(ander.getReeel() + getreeel(), ander.getimaginair() + getimaginair()); public class ReeelGetal extends ComplexGetal {... public ReeelGetal plus(reeelgetal ander) { return new ReeelGetal(ander.getReeel() + getreeel()); ReeelGetal r = new ReeelGetal(5.0); ReeelGetal s = new ReeelGetal(5.0); ReeelGetal som = r.plus(s);

59 public class ComplexGetal {... public ComplexGetal plus(complexgetal ander) { double som_r = ander.getreeel() + getreeel(); double som_i = ander.getimaginair() + getimaginair(); if (som_i == 0) return new ReeelGetal(som_r); else return new ComplexGetal(som_r, som_i); public class ReeelGetal extends ComplexGetal {... public ReeelGetal plus(reeelgetal ander) { return new ReeelGetal(ander.getReeel() + getreeel()); Mag dit wel?

60 public class ComplexGetal {... public ComplexGetal plus(complexgetal ander) { double som_r = ander.getreeel() + getreeel(); double som_i = ander.getimaginair() + getimaginair(); if (som_i == 0) return new ReeelGetal(som_r); else return new ComplexGetal(som_r, som_i); public class ReeelGetal extends ComplexGetal {... public ReeelGetal plus(reeelgetal ander) { return new ReeelGetal(ander.getReeel() + getreeel()); Mag dit wel? ComplexGetal r = new ComplexGetal(1,-1); ComplexGetal s = new ComplexGetal(1,1); ReeelGetal som = r.plus(s);

61 Typecasting Soms weten wij dat een variabele een strenger type heeft dan de compiler kan afleiden ComplexGetal r = new ComplexGetal(1,-1); ComplexGetal s = new ComplexGetal(1,1); ReeelGetal som = (ReeelGetal) r.plus(s);

62 Kwis (3) class X { public void a() { System.out.println("x"); class Y extends X { public void a() { System.out.println("y"); class Z extends Y { public void a() { System.out.println("z"); public static void main(string[] args) { X x = new X(); x.a(); x = new Z(); x.a(); Y y = new Z(); y.a(); y = new Y(); y.a();

63 Basis OP

64 Het paradigma OO is manier om over software systeem te denken nl., als verzameling van objecten die elk verantwoordelijke zijn voor bepaald stuk afgeschermde functionaliteit die al dan niet kunnen overkomen met objecten uit de echte wereld

65 Belangrijke termen Object Klasse Encapsulatie Overerving Polymorfisme

66 Ingebouwde klassen & methodes

67 Elke klasse erft over van Object public class Bla {... public class Bla extends Object {... Elke klasse heeft exact één superklasse

68 public class Lijst { private Element eerste; public void voegtoe(object o) { if (eerste!= null) eerste.voegtoe(o); else eerste = new Element(o); public String tostring() { Element huidige = eerste; String resultaat = ""; while (huidige!= null) { resultaat += huidige.tostring(); resultaat += " "; huidige = huidige.getvolgende(); return resultaat; class Element { private Object waarde; private Element volgende; private void setvolgende(element v) { volgende = v; Element getvolgende() { return volgende; Element(Object i) { waarde = i; void voegtoe(object i) { if (volgende == null) setvolgende(new Element(i)); else getvolgende().voegtoe(i); public String tostring() { return "" + waarde;

69 public class Lijst {... public void voegtoe(object o) {... public String tostring() {... public class Boek { private String titel; Boek(String t) { titel = t; public String tostring() { return "\"" + titel + "\""; public class Bibliotheek { private Lijst boeken; public Bibliotheek() { boeken = new Lijst(); boeken.voegtoe(new Boek("Catcher in the Rye")); public static void main(string[] a) { System.out.println((new Bibliotheek()).boeken);

70 public class Lijst {... public void voegtoe(object o) {... public String tostring() {... public class Vermenigvuldigingstafel { private Lijst tafel; public Vermenigvuldigingstafel(int g) { tafel = new Lijst(); for (int i = 1; i <= 10; i++) { tafel.voegtoe(new Integer(g*i)); public Lijst gettafel() { return tafel; public static void main(string[] a) { int getal = Integer.parseInt(a[0]); Vermenigvuldigingstafel t; t = new Vermenigvuldigingstafel(getal); System.out.println(t.getTafel());

71 Of met array public static void main(string[] a) { Boek[] lijst = new Boek[](10); for (int i = 0; i < lijst.length; i++) lijst[i] = new Boek();

72 Elke klasse erft over van Object public class Object { public boolean equals(object other) {... public String tostring() {......

73 Vergelijkingen Java heeft vergelijkingsoperatoren ==,!=, >, <, <=, >= Zoals verwacht bij primitieve types Let op: bij objecten testen == en!= of het om hetzelfde object gaat ReeelGetal r = new ReeelGetal(12); ReeelGetal s = new ReeelGetal(12); if (r == s) System.out.println("gelijk"); if ("foo" == "foo") System.out.println("gelijk");

74 Vergelijkingen Om de inhoud van objecten te vergelijken public boolean equals(object); Bijvoorbeeld: if ("foo".equals("foo")) System.out.println("gelijk"); Integer i = new Integer(12); Integer j = new Integer(12); if (i.equals(j)) System.out.println("gelijk"); Voor eigen klassen, zelf implementeren

75 Verschilpunten tussen objecten en primitieve types new operator methode oproepen == en!= Call-by-value vs call-by-reference Strings zijn objecten Arrays zijn ongeveer objecten

76 public class Test { private int waarde; public static void veranderprimitief(int x) { x = 99; public static void veranderobject(test x) { x.waarde = 99; public Test(int i) { waarde = i; public static void main(string[] args) { int i = 1; veranderprimitief(i); System.out.println(i); Test object = new Test(1); veranderobject(object); System.out.println(object.waarde); //geeft 99

77 public class ComplexGetal { private double reeel; Afprinten private double imaginair; public ComplexGetal(double r, double i) { reeel = r; imaginair = i; public static void main(string [] args) { ComplexGetal x = new ComplexGetal(7,8); System.out.println(x); bash-3.2$ java ComplexGetal ComplexGetal@66848c bash-3.2$

78 public class ComplexGetal { private double reeel; Afprinten private double imaginair; public ComplexGetal(double r, double i) { reeel = r; imaginair = i; public static void main(string [] args) { ComplexGetal x = new ComplexGetal(7,8); System.out.println(x); public String tostring() { return reeel + " + " + imaginair + "i"; public boolean equals(object o) { if (o instanceof ComplexGetal) { ComplexGetal g = (ComplexGetal) o; return g.reeel == reeel && g.imaginair == imaginair; else return false; bash-3.2$ java ComplexGetal i bash-3.2$

79 import java.io.*; class PersonalHello { Inlezen public static void main (String args[]) { byte[] name = new byte[100]; int nr_read = 0; System.out.println("What is your name?"); try { nr_read = System.in.read(name); System.out.print("Hello "); System.out.write(name,0,nr_read); catch (IOException e) { System.out.print("I'm Sorry. I didn't catch your name.");

80 Inlezen (2) import java.io.*; class Addition { public static void main (String[] args) throws IOException { BufferedReader stdin = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in) ); int num1, num2; System.out.print ("Enter an integer number: "); num1 = Integer.parseInt(stdin.readLine()); System.out.print ("Enter another integer number: "); num2 = Integer.parseInt(stdin.readLine()); System.out.println ("The sum is " + (num1+num2));