Instanceof i dziedziczenie w Javie

Cześć! Na poprzednich lekcjach zapoznaliśmy się już pokrótce z koncepcją dziedziczenia. Dzisiaj ponownie poruszymy ten temat, ale znowu niezbyt głęboko. Nadal będziemy mieć bardziej szczegółową lekcję na ten temat w przyszłości. Dzisiaj rzucimy okiem na kilka praktycznych przykładów i zapoznamy się z interesującym operatorem w Javie.

Dziedzictwo

Czym zatem jest dziedziczenie? Dziedziczenie to mechanizm programowania (również w Javie), który pozwala zadeklarować nową klasę na podstawie istniejącej. Klasa pochodna uzyskuje następnie dostęp do pól i metod klasy nadrzędnej. Dlaczego mielibyśmy tego potrzebować? Cóż, wyobraź sobie, że musisz utworzyć kilka klas samochodów w programie: Ciężarówka, Wyścigówka, Sedan, Pickup itp. Jeszcze przed napisaniem jakiegokolwiek kodu wiesz na pewno, że wszystkie te klasy mają ze sobą wiele wspólnego: wszystkie samochody mają model nazwa, rok produkcji, wielkość silnika, maksymalna prędkość itp. (nie wspominając o tym, że wszystkie mają wspólne koła i inne części). W tej sytuacji możesz:

• Utwórz te pola w każdej klasie (dodając je do każdej nowej klasy samochodu podczas jej tworzenia)
• Przenieś pola wspólne dla wszystkich samochodów do Carklasy nadrzędnej, a następnie użyj słowa kluczowego extends , aby wyprowadzić z klasy wszystkie klasy dla określonych typów samochodów Car.

Oczywiście druga opcja jest znacznie wygodniejsza:

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 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);
   }
}

Minimalnie unikamy niepotrzebnego powielania kodu (do czego zawsze powinniśmy dążyć pisząc programy). Ponadto mamy prostą i zrozumiałą strukturę klas, w której wszystkie pola wspólne dla wszystkich samochodów są skonsolidowane w jednej klasie. Jeśli ciężarówki mają jakieś specjalne pola, których nie mają inne samochody, można je zadeklarować w Truckklasie. To samo dotyczy metod. Wszystkie samochody mają pewne wspólne zachowanie, które można opisać za pomocą metod, np. uruchamianie samochodu, przyspieszanie/hamowanie itp. Te wspólne metody można skonsolidować w klasie nadrzędnej, a każdy określony typ Carsamochodu może definiować swoje unikalne działania w swoich klasach pochodnych .

public class Car {

   public void gas() {
       // Accelerate
   }

   public void brake() {
       // Brake
   }
}


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();
   }
}

Do klasy dodaliśmy metody wspólne dla wszystkich samochodów Car. Ale spójrz na F1Carklasę, która reprezentuje samochody wyścigowe „Formuły 1”. Pit stopy (postoje w celu pilnej konserwacji samochodu) są wykonywane tylko podczas wyścigów, więc dodaliśmy tę specyficzną funkcjonalność do odpowiedniej klasy pochodnej.

operator instancji

W Javie istnieje specjalny operator, instanceof , służący do sprawdzania, czy obiekt został utworzony na podstawie określonej klasy. Zwraca true lub false w zależności od wyniku sprawdzenia. Zobaczmy, jak to działa, korzystając z klas w naszym przykładzie samochodu:

public class Truck extends Car {

   public static void main(String[] args) {

       Truck truck = new Truck();
       System.out.println(truck instanceof Car);
   }
}

Dane wyjściowe: true Operator instanceofzwraca wartość true , ponieważ mamy Truckobiekt, a wszystkie ciężarówki to samochody. Klasa Truckpochodzi od Carklasy. Wszystkie ciężarówki są tworzone w oparciu o wspólny element nadrzędny, Carklasę. Przyjrzyj się dokładnie, w jaki sposób instanceofoperator jest używany. Piszesz to bez kropki, ponieważ jest to operator, a nie metoda („instancja obiektu klasy”). Spróbujmy w inny sposób:

public static void main(String[] args) {

   Car car = new Car();
   System.out.println(car instanceof Truck);
}

Wyjście: false Klasa Car(i obiekty samochodów) nie wywodzi się z Truckklasy. Wszystkie ciężarówki to samochody, ale nie wszystkie samochody to ciężarówki. Carobiekty nie są oparte na Truckklasie. Jeszcze jeden przykład:

public static void main(String[] args) {

   Car car = new Car();
   Truck truck = new Truck();
   System.out.println(car instanceof Object && truck instanceof Object);
}

Wyjście: Prawda Tutaj również logika jest prosta: wszystkie klasy w Javie, w tym klasy tworzone przez Ciebie, wywodzą się z klasy Object(nawet jeśli nie piszesz „rozszerza obiekt” — to już implikowane). Jak i kiedy może się to przydać? Operator instanceofjest najczęściej używany podczas zastępowania equals()metody. Oto przykład equalsimplementacji metody w Stringklasie:

public boolean equals(Object anObject) {
   if (this == anObject) {
       return true;
   }
   if (anObject instanceof String) {
       String anotherString = (String) anObject;
       int n = value.length;
       if (n == anotherString.value.length) {
           char v1[] = value;
           char v2[] = anotherString.value;
           int i = 0;
           while (n-- != 0) {
               if (v1[i] != v2[i])
                       return false;
               i++;
           }
           return true;
       }
   }
   return false;
}

Przed porównaniem a Stringz przekazanym obiektem metoda sprawdza, czy obiekt jest nawet ciągiem znaków? Dopiero wtedy zaczyna porównywać właściwości dwóch obiektów. Gdyby ten test nie istniał, każdy obiekt z polami wartości i długości mógłby zostać przekazany do metody i porównany z łańcuchem, co oczywiście byłoby błędne.