Връзки между класове. Наследяване, композиция и агрегиране

здрасти Днес ще разгледаме по-подробно един принцип на обектно-ориентираното програмиране (ООП): Наследяване. Ще изучаваме и други видове връзки между класовете: композиция и агрегиране. Тази тема няма да е трудна: вече сте се сблъсквали с наследяване и примери за наследяване много пъти в предишни уроци. Днес основното нещо ще бъде да затвърдите знанията си, да разгледате по-подробно механизма на наследяване и отново да преминете през някои примери. :) Е, давай!

Наследяване в Java и неговите предимства

Както със сигурност си спомняте, наследяването е механизъм, който ви позволява да опишете нов клас въз основа на съществуващ клас (родителски клас). По този начин новият клас заема свойствата и функционалността на родителския клас. Нека си припомним пример за наследяване, даден в предишните уроци:

public class Car {

   private String model;
   private int maxSpeed;
   private int yearOfManufacture;

   public Car(String model, int maxSpeed, int yearOfManufacture) {
       this.model = model;
       this.maxSpeed = maxSpeed;
       this.yearOfManufacture = yearOfManufacture;
   }


public void gas() {
       // Gas
   }

   	public void brake() {
       // Brake
   }
}


public class Truck extends Car {

   public Truck(String model, int maxSpeed, int yearOfManufacture) {
       super(model, maxSpeed, yearOfManufacture);
   }
}



public class Sedan extends Car {
   public Sedan(String model, int maxSpeed, int yearOfManufacture) {
       super(model, maxSpeed, yearOfManufacture);
   }
}

Имаме определена програма, която включва работа с различни видове автомобor. Дори и да не сте автомобилен ентусиаст, вероятно знаете, че в света има много видове автомобor. :) Съответно ще разделим общите свойства на автомобorте в общ родителски клас, наречен Car. И така, Howво е общото за всички автомобor, независимо от техния тип? Всяка кола има година на производство, име на модела и максимална скорост. Поставяме тези свойства в полетата model, maxSpeedи yearOfManufacture. Що се отнася до поведението, всяка кола може да ускорява и забавя. :) Дефинираме това поведение в gas()иbrake()методи. Какви ползи ни носи това? На първо място, това намалява количеството code. Разбира се, можем и без родителския клас. Но тъй като всяка кола трябва да може да ускорява и забавя, ще трябва да създадем методи gas()и brake()в класовете Truck, , и във всеки друг клас автомобor. Представете си колко допълнителен code ще трябва да напишем. И не забравяйте за полетата , , и : ако се отървем от родителския клас, ще трябва да ги създадем във всеки клас автомобor! SedanF1CarSportsCarmodelmaxSpeedyearOfManufactureКогато имаме няколко дузини класове автомобor, количеството дублиран code става наистина сериозно. Преместването на общи полета и методи (наричани още „състояния“ и „поведения“) към родителски клас ни позволява да спестим много време и място. Ако някой тип има уникални свойства or методи, които другите типове автомобor нямат, нищо страшно. Винаги можете да ги създадете в клас наследник, отделно от всички останали.

public class F1Car extends Car {

   public void pitStop() {

       // Only race cars make pit stops
   }

   public static void main(String[] args) {

       F1Car formula1Car = new F1Car();
       formula1Car.gas();
       formula1Car.pitStop();
       formula1Car.brake();
   }
}

Нека да разгледаме състезателните автомобor от Формула 1 като пример. За разлика от своите "роднини", те имат уникално поведение - спират от време на време. Това не ни притеснява. Вече описахме обичайното поведение в Carродителския клас и специфичното поведение на наследствените класове може да бъде добавено към тези класове. Същото важи и за полетата: ако дъщерен клас има уникални свойства, ние спокойно декларираме тези полета вътре в дъщерния клас и спираме да се тревожим. :) Възможността за повторно използване на code е основното предимство на наследяването. За програмистите е много важно да не пишат допълнителен code. Ще срещнете това многократно в работата си. Моля, запомнете нещо друго важно: Java няма множествено наследяване. Всеки клас наследява само един клас. Ще говорим повече за причините за това в следващите уроци. Засега просто го запомни. Между другото, това прави Java различна от някои други ООП езици. Например C++ поддържа множествено наследяване. Всичко е повече or по-малко ясно с наследството. Да продължим.

Състав и агрегация

Класовете и обектите могат да бъдат свързани заедно. Наследяването описва връзка "е-е". Лъвът е животно. Такава връзка лесно се изразява с помощта на наследяване, където Animalе родителският клас и Lionе дъщерният. Не всички връзки обаче се описват по този начин. Например клавиатурата определено е свързана с компютър, но не е компютър . Ръцете по няHowъв начин са свързани с човек, но не са човек. В тези случаи имаме друг тип връзка: не „е-е“, а „има-а“. Ръката не е човек, но е част от човек. Клавиатурата не е компютър, но е част от компютър. Връзката има-а може да бъде описана в code с помощта на композиция и агрегиране. Разликата е в "строгостта" на връзката. Нека дадем прост пример: Имаме клас Car. Всяка кола има двигател. Освен това всяка кола има пътници. Каква е основната разлика между полетата Engine engineи Passenger[] passengers? Фактът, че пътникът Aседи в колата, не означава, че пътниците Bи Cне са в колата. Една кола може да отговаря на няколко пътника. Нещо повече, ако всички пътници слязат от колата, тя ще продължи да работи гладко. Връзката между Carкласа и Passenger[] passengersмасива е по-малко строга. Нарича се агрегиране . Той предоставя друг добър пример за агрегиране. Да предположим, че имаме Studentклас и aStudentGroupклас. Студент може да се присъедини към множество студентски организации: клуб по физика, фен клуб на Междузвездни войни и/or студентски комедиен клуб. Композицията е по-строг вид връзка. Когато използвате композиция, обектът е част от няHowъв обект и не може да принадлежи на друг обект от същия тип. Най-простият пример е автомобилен двигател. Двигателят е част от кола и не може да бъде част от друга кола. Както можете да видите, тяхната връзка е много по-строга от връзката между Carи Passengers.