Stáhnout prezentaci
Prezentace se nahrává, počkejte prosím
1
Rudolf Pecinovský rudolf@pecinovsky.cz
Úvod do OOP Rudolf Pecinovský VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
2
Předmět 4IT101 – Úvod do programování
Rudolf Pecinovský Prozatímní stránka předmětu: Tel: Konzultace: VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
3
Stránky související s kursem
java.vse.cz Studijní informace (harmonogram, podmínky) Konvence, dokumentace a tutoriál k Javě (anglicky) Informace o navazujících kurzech a další isis.vse.cz Prezentace k přednáškám a cvičením Odevzdávání semestrálních prací Bodové hodnocení odevzdaných prací vyuka.pecinovsky.cz/vse/101 Moje přednášky Některé doplňující informace Informace pro moje kroužky VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
4
Učebnice ke kurzu 1/6 Java 7 – Učebnice objektové architektury pro začátečníky Grada © 2012 ISBN Nepředpokládá žádné předchozí programátorské znalosti Na rozdíl od ostatních učebnic neučí hlavně syntaxi a knihovny, učí především programování Letos v říjnu vyjde 2. díl: Java 8 – Učebnice objektové architektury pro mírně pokročilé Grada © 2014 ISBN VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
5
Učebnice ke kurzu 2/6 OOP - Learn Object Oriented Thinking & Programming Eva & Tomas Bruckner Publishing © 2013 ISBN (paper) ISBN (PDF) Anglická verze učebnice OOP – Naučte se myslet a programovat objektově Učebnice pro středoškoláky psaná jako rozhovor Soustředí se na to, jak program navrhnout Není to učebnice jazyka, jazyk je pouze nástroj Didinfo 2010
6
Učebnice ke kurzu 3/6 OOP – Naučte se myslet a programovat objektově
Computer Press © 2010 ISBN Učebnice pro středoškoláky psaná jako rozhovor Soustředí se na to, jak program navrhnout Není to učebnice jazyka, jazyk je pouze nástroj Didinfo 2010
7
Učebnice ke kurzu 4/6 Myslíme objektově v jazyku Java
Grada © 2008 ISBN Nepředpokládá žádné předchozí programátorské znalosti Na rozdíl od ostatních učebnic neučí hlavně syntaxi a knihovny, učí především programování Nové vydání pokrývá celou látku prvního semestru Pořadí jednotlivých témat je sice trochu jiné, ale obsah zůstává VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
8
Učebnice ke kurzu 5/6 Computer Press 2005, ISBN 80-251-0615-2
Podrobně vysvětluje řadu konstrukcí, které jinde podrobně česky vysvětlené nenajdete: Parametrizované typy a typové parametry Výčtové typy Anotace Kódování znaků rozšířené sady Unicode Je vyprodaná, ale můžete si ji legálně zdarma stáhnout ve formátu PDF na adrese VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
9
Učebnice ke kurzu 6/6 Návrhové vzory – 33 vzorových postupů pro objektové programování Computer Press, © 2007 ISBN Učebnice návrhu programů pro pokročilejší, předpokládá znalosti zhruba na úrovni modré učebnice Koncipovaná opět jako rozhovor Didinfo 2010
10
NEdoporučované učebnice
OOP Objektově orientované programování bez předchozích znalostí – Průvodce pro samouky Předchozí znalosti bohužel neměl ani autor Kniha učí OOP podle představ, podle nichž se učilo před 20 lety, když pravého ducha OOP mnozí vyučující ještě nechápali Bude-li někdo u zkoušky tvrdit to, co autor knihy, bezpečně od zkoušky vyletí VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
11
Java – jazyk a platforma
27–37 VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
12
Význam a funkce platformy
Použitelnost SW je dána aktuální kombinací HW+OS Platforma Aplikace Instrukční soubor HW Dostupné funkce OS VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
13
Překlad × interpretace – charakteristika
Zdrojový kód – textový soubor, v němž je program zapsán v jazyku, kterému rozumí člověk Překlad Překladač převede zdrojový kód do binárního tvaru, který je počítač schopen přímo provádět Přeložený program je pak schopen spustit přímo operační systém Interpretace Pro spuštění programu musí být v počítači interpret, který čte zdrojový kód a rovnou jej provádí Hybridní přístup Program je sice přeložen, ale ne do jazyka počítače, ale do jazyka předem známého interpretu který je optimalizován Pro maximální rychlost interpretace Pro JIT (Just In Time) Compiling – Program se překládá až při svém spuštění VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
14
Problémy překladu s platformami
OS může zakrýt drobné odchylky HW, rozdílné OS na stejném HW však definují různé platformy Velké aplikace běží často na několika platformách Každá rodina procesorů má vlastní instrukční soubor Různé počítače běží pod různými operačními systémy Překládaný program musí být přeložen a odladěn pro danou platformu Při inovacích HW nebo OS je často nutno pořídit také novou verzi příslušného programu VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
15
Překlad × interpretace – výhody
Výhody překladu Rychlost Možnost lepšího naladění na konkrétní HW + OS Výhody interpretace Nezávislost na použité platformě – stačí vyvinout interpret (překládané programy potřebují pro každou kombinaci HW+OS znovu přeložit) Hybridně zpracovávané programy Překlad z jazyka do snadno interpretovatelného mezikódu Často opakované části mezikódu lze před provedením přeložit Interpret mezikódu bývá označován jako virtuální stroj Pro každou platformu stačí vyvinout virtuální stroj VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
16
Platforma Java Aplikace napsaná pro platformu Java, může běžet na každé HWOS platformě, pro níž je vyvinut virtuální stroj Inovace HW či OS doprovázené odpovídající aktualizací virtuálního stroje neovlivní chod provozovaných programů Aplikace Java Wind Win Linux MacOS Intel Alpha Apple VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
17
Platforma Javy – sestava
Použitelnost programu je závislá na implementaci platformy Javy na dostupném HW+OS Platformu Javy definují tři komponenty Použitý virtuální stroj Použité knihovny Překladač jazyka přeloží program do bajtkódu platformy Java Aplikace komunikuje se systémem prostřednictvím knihovny Celý program interpretuje virtuální stroj Aplikace Forth Groovy Java Scala JRuby Jython Knihovna P L A J T A F V O Y R M A Virtuální stroj Operační systém P L A H T W F + O O R S M A Hardware VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
18
Java EE Platformy Javy – výčet Java SE Java SE (Standard Edition)
Desktopové aplikace Java EE (Enterprise Edition) Nadstavba nad JSE Velké distribuované aplikace Podporuje vícevrstvou architekturu Java ME (Micro Edition) Především v mobilních telefonech Zatím převážně hry, ale množí se aplikace spolupracující se servery JavaCard Programování čipových karet My se omezíme na Java SE Java ME JavaCard Java EE Java SE VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
19
Platforma Java Aplikace napsaná pro platformu Java, může běžet na každé HWOS platformě, pro níž je vyvinut virtuální stroj Inovace HW či OS doprovázené odpovídající aktualizací virtuálního stroje neovlivní chod provozovaných programů Aplikace Java Wind Win Linux MacOS Intel Alpha Apple VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
20
Rozšířenost programovacích jazyků 9/2011
VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
21
Rozšířenost programovacích jazyků 9/2011
VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
22
Výhody Javy pro výuku programování
Jednoduchá (základy jazyka lze naučit za semestr) Jednodušší než C#, C++, Delphi, Visual Basic, … Čistá (neobsahuje sporné konstrukce) Objektově orientovaná Bezpečná (nabízí málo příležitostí k dělání chyb) Univerzální Používaná od čipových karet pro rozsáhlé distribuované aplikace Podporuje klíčové technologie: výjimky, paralelní procesy, distribuované aplikace, webové aplikace Nezávislá na platformě Nejpoužívanější jazyk současnosti (firmy požadují její znalost) VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
23
Zajímavosti Citáty Some people prefer other languages, but that’s okay if you’re retarded I guess. Eric Schmidt Any fool can write code that a computer can understand. Good programmers write code that humans can understand. Martin Fowler, Refactoring O Javě Lady Java: techcrunch.com/2010/08/20/lady-java/ Java4ever: VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
24
Vývojová a běhová prostředí
28 38–41 VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
25
Prostředí JRE a JDK Pro Běh programů se používá JRE (Java Runtime Environment – běhové prostředí Javy) Instalační soubory mají okolo 40 – 90 MB (záleží na cílovém OS) Instalace zabere (dle instalovaných vlastností) cca 160 MB Obsahuje virtuální stroj a standardní knihovny Umožňuje pouze spouštět hotové programy Pro vývoj se používá JDK (Java Development Kit) Obsahuje JRE + vývojové nástroje Instalační soubory verze 8 mají od 100 MB (Solaris) do 200 MB (Mac OS) Po instalaci zabere (dle instalovaných vlastností) cca 320 MB (Windows) Součástí instalace je i ZIP se zdrojovými soubory knihovny; rozbalené zdrojové soubory zaberou dalších 120 MB Základní knihovna je v jednom souboru a grafická knihovna JavaFX v druhém Samostatně se stahuje dokumentace – dalších 100 MB Dokumentace základní knihovny a knihovny JavaFX se stahuje zvlášť Rozbalená dokumentace zabere dalších 420 MB VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
26
Instalace JDK 8.0 JDK 8: Dokumentace se stahuje ze stejné adresy, ale samostatně (je na stránce dole) Doporučuji neinstalovat do nabídnuté složky, ale vytvořit složku Java pro všechny programy v Javě JDK instalovat ve Windows do složky C:\Java\JDK_8 JRE instalovat ve Windows do složky C:\Java\JRE_8 Smazané číslo revize umožňuje snadnější aktualizaci aniž by bylo třeba rekonfigurovat programy Dokumentaci doporučuji instalovat do složky C:\Java\JDK_8\docs Dokumentace ke standardní knihovně má pak kořen v souboru C:\Java\JDK_8\docs\api\index.html VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
27
Vývojová prostředí Vývojové prostředí = sada nástrojů, které mají maximálně usnadnit vývoj aplikací IDE – Integrated Development Environment V tomto semestru budeme zpočátku používat prostředí BlueJ Vyvinuté speciálně pro výuku Lze se je kompletně naučit za 20 minut (typické profesionální IDE je složité asi jako celá Java) Umožňuje od samého počátku výuky nahlížet na projekt také z hlediska architektury a ne jenom z hlediska kódu Nabízí možnost interaktivní komunikace s vytvořenými objekty, což klasická IDE nenabízejí Automatizuje tvorbu některých tříd interaktivní metodou podobnou metodě tvorby maker v programech MS Office VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
28
Instalace BlueJ BlueJ 3.1.1 Oficiální stránky prostředí: Nedoporučuji z nich prostředí instalovat, protože budeme používat prostředí s upravenou konfigurací Předkonfigurovaný lokalizovaný systém na mých stránkách Na stránkách učebnic jsou i generátory projektů s doprovodnými programy Česky: Anglicky: VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
29
Další vývojová prostředí
NetBeans Vyvíjené pod patronací firmy Sun v Praze (Sun je koupil od české firmy, která je vyvinula) Lze je stáhnout na adrese Instalační soubory verze určené pouze pro Java SE mají 90 MB Bude používáno vyučujícím Eclipse Vývoj iniciovala firma IBM Jeho vzhled je bližší nativním okenním aplikacím Lze je stáhnout na adrese IntelliJ IDEA Jediné placené, ale existuje zdarma stáhnutelná komunitní verze Lze je stáhnout na adrese VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
30
Ohlédnutí do historie VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
31
Historické mezníky programování
1843 – První programy – Charles Babbage, Lady Lovelance 1941 – První fungující samočinný počítač (Zuse – Německo) 1946 – První programovací jazyk Plankalkül (Konrad Zuse) 1947 – ENIAC a von Neumannova architektura (Maďar s německým jménem žijící v USA) 1957 – První implementovaný programovací jazyk FORTRAN 1967 – První objektově orientovaný jazyk: Simula 67 1968 – Dijkstra: Go To Statement Considered Harmful 1970 – Programovací jazyk Pascal – Start projektu Smalltalk – Programovací jazyk C VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
32
Historické mezníky OOP
1967 – Jazyk Simula 67 – zavedl základní myšlenky 1980 – Zveřejnění jazyka Smalltalk 80 (start 1970) Jazyk, který dotáhl myšlenky OOP Doposud používán, často považován za „nejobjektovější“ jazyk 1985 – Vydána první verze jazyka C++ (start 1979) Rozšířil myšlenky OOP mezi programátory Stále jeden z nejrozšířenějších jazyků 1995 – Zveřejněn jazyk Java (start 1991) Nejrozšířenější jazyk současnosti 1999 – Platformy JavaCard, J2ME, J2SE, J2EE 2004 – Java 5.0 – nejvýraznější rozšíření syntaxe 2002 – .NET jako reakce na obrovský úspěch J2EE – Jazyky C#, Visual Basic .NET, časem J# VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
33
Historické mezníky posledních 25 let
1980 – Nástup mikropočítačů, o programování se začínají zajímat masy nadšenců – Pod vlivem OO jazyků se narodil jazyk C++ 1985 – C++ nastupuje svoji vítěznou dráhu světem – OOP začíná stále silněji pronikat do praxe, často je však implementováno špatně (a mnozí jej takto špatně učí dodnes) 1990 – Přibývá textů vysvětlujících rozdíl mezi prostým používáním tříd a skutečným OOP 1995 – Vyšla kniha Design Patterns, nastartovala celé hnutí – Narodil se současný nejpoužívanější jazyk Java 2000 – Metodika Object First 2005 – Metodika Design Patterns First VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
34
Co je to „bezpečné“? Bezpečné × zabezpečené aplikace
Nebezpečnost geniálních programátorů Používané paradigma Nevýhody předčasné koncentrace na kód Problémy přechodu na nové paradigma 2012 – e-bezpečnost v Kraji Vysočina
35
Bezpečné × zabezpečené aplikace
Bezpečná aplikace = aplikace, která je robustní vůči uživateli i vůči programátoru, který dostane za úkol ji upravit anebo rozšířit Zabezpečená aplikace = aplikace s dodatečnými nadstavbovými prvky, které mají zabránit případným útočníkům v realizaci jejich nekalých úmyslů Aplikaci, která není primárně vytvořena jako bezpečná, nezabezpečí žádné dodatečné zabezpečovací mechanizmy Existuje i druhý pohled: Bezpečná aplikace je taková, která firmě bezpečně přináší zisk Aplikace, která není bezpečná z programátorského hlediska nebude bezpečná ani z hlediska účetního, protože bude mít špatnou pověst (moc se jí neprodá) a navíc její údržba bude neúnosně drahá 2012 – e-bezpečnost v Kraji Vysočina
36
Nebezpečnost geniálních programátorů
Napsat program, kterému rozumí počítač, dokáže každý trouba, dobří programátoři píší programy, kterým rozumějí lidé. Martin Fowler, Refactoring Zkušenost ukazuje, že programátor vytvářející programy, kterým jeho kolegové nerozumí, je pro firmu stejně nebezpečný jako záměrný záškodník Když takovéhoto geniálního programátora zlanaří jiný zaměstnavatel nebo se stane obětí dopravní nehody, musí firma celou jím navrženou část aplikace zahodit a nahradit jinou Nemusím umět napsat stejně geniální program jako kolega, ale když už jej kolega vytvoří, měl by být pro mě natolik srozumitelný, abych v něm dokázal udělat jednoduché úpravy 2012 – e-bezpečnost v Kraji Vysočina
37
Používané paradigma Bezpečnost aplikace je do značné míry závislá na použitém paradigmatu Složitost programů se stále zvětšuje, avšak kapacita mozku zůstává konstantní V průběhu 80 let se proto prosadilo objektové paradigma, které umožňuje psát větší, robustnější a snáze spravovatelné programy Výzkumy ukázaly, že tvorba programů větších než příkazů je předobjektovými technologiemi jen těžko realizovatelná Zastánci tradičních paradigmat tvrdí, že stačí dodržovat zásady modularity. Bohužel nestačí; OO paradigma přináší několik konstrukcí, které přibližují náš programový popis simulované skutečnosti a umožňuje tak efektivnější a současně robustnější realizaci Publikace o programování bezpečných aplikací už většinou ani s jiným než s objektovým přístupem nepočítají 2012 – e-bezpečnost v Kraji Vysočina
38
Problémy přechodu na nové paradigma
Trocha psychologie Děti před pubertou jsou schopny přijmout nová fakta, aniž by si je musely spojovat s tím, co již znají; s postupným získáváním dalších informací si předchozí informace propojují a zařazují do kontextu Puberta mění naše myšlení z konkrétního na abstraktní a při té příležitosti nás o tuto schopnost připraví Člověk po pubertě si každý nový poznatek okamžitě podvědomě propojí s tím, co zná, i když při tom často dojde k výrazné dezinterpretaci Strukturovaný programátor při výkladu OOP podvědomě převádí vysvětlované termíny do paradigmatu, v němž je doma Problémem tohoto přechodu je k výrazná desinterpretace pojmů, v hlavě zůstane něco jiného, než co přednášející říkal Na počátku kurzu se domnívá, že slyší triviality, aby v další části zjistil, že se nechal zmást svou předchozí zkušeností a nyní se v termínech ztrácí Přechod trvá typicky 12 – 18 měsíců; čím zkušenější je přeškolovaný programátor, tím delší a bolestivější je jeho přechod 2012 – e-bezpečnost v Kraji Vysočina
39
Nevýhody předčasné koncentrace na kód
Kurzy programování na školách se většinou soustředí na kód a opomíjejí nutnost výuky výrazně jiného způsobu myšlení, namísto OO paradigmatu učí jenom kódování v OO jazyce Absolventi těchto kurzů dále vyvíjejí své strukturované programy, jenom je nyní vyvíjejí v objektově orientovaném jazyce Takto vychovaný programátor myslí a hovoří v termínech kódu; mezi ním a zákazníkem vzniká sémantická mezera Common 2011
40
Metodika Design Patterns First
Jiný způsob myšlení vyžadovaný OOP dělá někdy problémy těm, kteří již programovali strukturovaně Musí se nejprve odnaučit mnohé z toho, na co jsou zvyklí Programy dříve považované za ukázkové, se občas stávají ukázkami toho, jak se to nemá dělat To, co je třeba dostat co nejhlouběji „pod kůži“, tj. způsob myšlení, je třeba učit od samého počátku Jiný způsob myšlení při návrhu programu Třídy, objekty a práce s nimi Rozhraní Návrhové vzory Metodika Architecture First Začíná s výukou klíčových dovedností Další zařazuje až tehdy, když jsou pro řešení úloh potřebné VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
41
Objektově orientované programování
11–15 31–33 50–53 VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
42
Základní idea OOP: Všechno je objekt
Simula67 byla vyvinuta jako jazyk pro programování simulací Později chytrým došlo: Každý program je simulací reálného či virtuálního světa Ve světě lze vše považovat za objekt => má-li být simulace přesná, musí umět s objekty pracovat Myšlenku, že vše je objekt, OOP rozšiřuje na vše, co můžeme označit podstatným jménem … => jako objekt jsou v OO programech zpracovávány i vlastnosti (velikost, barva, směr, …) děje (spojení, komunikace, výpočet, …) události (spuštění, přerušení, ukončení, …) … VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
43
Zprávy V reálném světě jsou všechny děje důsledkem toho, že spolu objekty navzájem interagují – jeden objekt působí na druhý a ten na to reaguje Interakce objektů se v OO programech simuluje zasíláním zpráv Židle zašle podlaze zprávu o své váze, podlaha ji odpoví, jestli ji unese Část kódu definující reakci objektu na zaslanou zprávu nazýváme metoda Analogie s telefonem Mohu poslat zprávu (SMS, MMS, , …) jen tomu, na koho mám číslo Mohu posílat různé zprávy Reakce různých lidí na stejnou zprávu mohou být různé VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
44
Třídy a jejich instance
V některých OO jazycích sdružujeme objekty s podobnými vlastnostmi do tříd Příslušnost objektu do třídy vyjadřujeme tvrzením, že objekt je instancí dané třídy (termíny objekt a instance jsou synonyma) Třída je zvláštní druh objektu, který umí na požádání vytvořit svoji instanci (třída je „továrna“ na vytváření svých instancí) Třída = zobecněný klasický datový typ Vedle množiny hodnot definuje i množinu přípustných operací nad těmito hodnotami Jinými slovy: Třída definuje vlastnosti a schopnosti svých instancí Všechno je objekt => i třída je objekt Příklad: Auto = třída představující obecné auto Moje auto, sousedovo auto a každé další auto jsou její instance VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
45
Základní pilíře OOP Zapouzdření (kód je pohromadě se zpracovávanými daty) Skrývání implementace (nikdo nemá mít šanci zjistit, jak je program implementován) Zvýšení bezpečnosti a robustnosti (nemožnost nekorektního použití) Usnadnění budoucích modifikací Identita Každá zpráva musí mít svého adresáta, nelze ji posla „do prostoru“ Objekt sám rozhodne, jak na zprávu zareaguje Důsledek: polymorfizmus – operativní změna typu za chodu programu (nyní jsem číšník, za chvíli budu obsluhovaný host) Skládání Objekt může obsahovat jiné objekty Dědičnost – speciální případ, při němž s objektem převezmu i jeho rozhraní Omezuje duplicity v kódu Nebezpečí špatného použití (narušuje zapouzdření) VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
46
Návrhové vzory – Design Patterns
Programátorský ekvivalent matematických vzorečků Výhody: Zrychlují návrh (řešení se nevymýšlí, ale jenom použije) Zjednodušují a zpřesňují komunikaci mezi členy týmu (větou, že diskriminant je záporný, řeknu znalým jednoduše řadu věcí, které bych musel jinak složitě vysvětlovat) Zkvalitňují návrh Jsou ověřené, takže výrazně snižují pravděpodobnost potenciálních chyb typu na něco jsme zapomněli Znalost návrhových vzorů patří k povinné výbavě současného objektově orientovaného programátora VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
47
Strukturovaný versus OO program
Strukturovaný program „=“ posloupnost příkazů Analýza: vymýšlejí se postupy Stavební kameny: procedury/funkce; (proměnné) Výsledek: většinou samostatný program Vedlejší cíle: efektivita Objektově orientovaný program = množina objektů, které si posílají zprávy Analýza: definují se účastníci a jejich spolupráce Stavební kameny: třídy a objekty Výsledek: velmi často komponenta, služba či jiná část celku Vedlejší cíle: přehlednost, modifikovatelnost, znovupoužitelnost OOP vyžaduje výrazně jiný způsob uvažování než klasické strukturované programování VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
48
Výhody objektové orientace
Zmenšuje sémantickou mezeru Přibližuje vyjadřování programátora vyjadřování zákazníka Dovoluje lépe zvládat obludné projekty Rozkládá celý problém na menší, mentálně uchopitelné části Umožňuje snáze spravovat vzájemnou spolupráci těchto částí Vyšší stabilita kódu Umožňuje zapouzdření kódu spolu s daty nad nimiž kód pracuje Dokáže program zabezpečit proti řadě dříve běžných chyb Výrazně levnější a snazší údržba kódu Umožňuje program předem připravit na změny zadání Snazší příprava znovupoužitelného kódu V současné době je OOP jedinou akceptovanou technologií pro vývoj kritických programů VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
49
Třídy a objekty v interaktivním režimu
50–93 114–119 VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
50
Diagram tříd v BlueJ BlueJ usnadňuje koncepční pohled na řešený problém, primárně ukazuje jeho diagram tříd Každá třída je představována obdélníkem Název třídy je v horní částí obdélníku Šipky mezi třídami oznamují, že třída, od níž vede šipka, závisí na třídě, ke které vede šipka Šrafování označuje, že třída není dosud přeložena V BlueJ si můžeme zahrát na část programu a sami posílat zprávy třídám a jejich instancím VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
51
Soubory na disku podle přípon
Soubory, jejichž smazání vede narušení projektu *.java – zdrojové soubory bluej.pkg a package.bluej – služební soubory BlueJ Obsahuje informace o diagramu tříd (umístění, uspořádání, vazby, …) Soubor bluej.pkg byl používán do verze 2.2.1, Od verze se kvůli asociaci používá soubor package.bluej Soubory, které se při každém překladu vytvoří znovu *.class – přeložené soubory Každý datový typ má vlastní přeložený soubor *.ctxt – služební soubory BlueJ Obsahuje informace, které jsou následně zobrazovány v dialogových oknech volaných metod VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
52
Zaslání zprávy třídě V BlueJ lze v interaktivním režimu zaslat zprávu objektu zadáním příkazu z jeho místní nabídky Zprávy třídě začínající new požadují vytvoření instance (vyvolávají konstruktor) První (u new druhé) slovo příkazu říká, co objekt po zaslání dané zprávy vrátí V závorkách za názvem zprávy je seznam upřesňujících parametrů dané zprávy VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
53
Vytvoření instance V Javě můžeme komunikovat s instancí pouze prostřednictvím odkazu na ni Před vytvořením instance se BlueJ zeptá na název odkazu na tuto instanci – na její identifikátor Zástupce odkazu na vytvořenou instanci umístí do zásobníku odkazů a označí jej zadaným názvem spolu s názvem její třídy VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
54
Pravidla pro tvorbu identifikátorů
Termín identifikátor se používá pro označení názvu čehokoliv v program (identifikuje ono „cokoliv“) Smí obsahovat písmena, číslice a znaky _ a $ Znak $ raději nepoužívat Písmenem se rozumí jakýkoliv znak, který je v sadě UNICODE označen jako písmeno (včetně japonštiny & spol.) Nesmí začínat číslicí Nesmí být shodné s některým z klíčových slov ani s názvem některé z předdefinovaných konstant true, fale a null Java respektuje velikost znaků, identifikátory ahoj, Ahoj a AHOJ jsou různé VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
55
Klíčová slova abstract continue for new switch assert default if
package synchronized boolean do goto private this break double implements protected throw byte else import public throws case enum instanceof return transient catch extends int short try char final interface static void class finally long strictfp volatile const float native super while VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
56
Konvence pro tvorbu identifikátorů
Jednotlivé entity jsme ještě neprobírali, ale chci, aby vše o identifikátorech bylo pohromadě. V průběhu kurzu se budu k těmto konvencím vracet Velbloudí notace (každé další slovo víceslovného názvu začíná velkým písmenem MojeSkvěláTřída, mojeSkvěláMetoda) Názvy tříd začínají velkým písmenem (MojeTřída) Názvy proměnných a metod začínají malým písmenem (mojeMetoda, mojeProměnná) Názvy konstant obsahují jen velká písmena, slova odděluje znak podtržení (MOJE_KONSTANTA) Názvy balíčků obsahují jen malá písmena, oddělování slov není specifikováno (můjbalíček, můj_balíček) VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
57
Interaktivní zasílání zpráv instancím
Stejně jako třídám lze zprávy posílat i vytvořeným instancím Instanci pošleme zprávu zadáním příkazu z místní nabídky jejího odkazu Bude-li to zpráva s parametry, otevře BlueJ dialogové okno, v němž uživatel zadá jejich hodnoty Bude-li zpráva něco vracet, otevře na závěr dialogové okno s výsledkem VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
58
Animované ukázky Ve složce I:\!RUP\Animace Na webu Česky komentované animace A01_1_Projekty_BlueJ.htm A01_2_Slozka_projektu.htm A02_1_BlueJ_Interakce.htm Anglicky komentované animace OOTiJ_A_001a_Animations.htm OOTiJ_A_001c_IDE_BlueJ.htm OOTiJ_A_002a_Compilation.htm OOTiJ_A_003a_FirstInstances.htm VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
59
Testovací třídy 50–93 114–119 VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský
1. Základy OOP
60
Vývoj řízený testy TDD = Test Driven Development
Nejprve vytvořit testy, teprve pak testovaný program Zásady Při počátečním návrhu testů programátor definuje testy, které prověřují co má testovaná entita (třída, metoda) umět (Při návrhu testů po vytvoření entity programátor většinou netestuje to, co má entita umět, ale to, co naprogramoval) Cílem následného vývoje je pak již pouze dosažení toho, aby připravené testy prošly Výhody Výrazný nárůst produktivity Neméně výrazný nárůst spolehlivosti výsledných programů VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
61
Jednotkové testy a knihovna JUnit
Jednotkové testy (Unit tests) jsou testy programových jednotek Jednotkou bývá většinou třída, ale mohu to být i větší celky Pro tvorbu automaticky vyhodnocovaných jednotkových testů se nejčastěji používá knihovna JUnit nebo její odvozeniny Všechna „lepší“ vývojová prostředí mají zabudovanou podporu knihovny JUnit Většinou bývá stejná sada objektů testována z různých pohledů; JUnit proto zavádí následující technologii: Testovaná sada objektů označovaná jako testovací přípravek je připravena samostatně Testovací přípravek je nahrán před spuštěním každého testu; test pak pouze prověřuje chování objektů z přípravku Pro každý testovací přípravek musí být vytvořena samostatná testovací třída s testy objektů z tohoto přípravku VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
62
Testovací třídy v BlueJ 1/2
S vytvořením testovací třídy je nám BlueJ ochoten pomoci My mu ukážeme, co má třída umět, on ji naprogramuje Používá se podobný mechanizmus jako při deklarování maker v různých kancelářských programech Testovací přípravek Kód vytvářející testovací přípravek je pro všechny testy dané třídy společný, a proto se definuje zvlášť BlueJ zaznamenává všechny akce od posledního restartu VM Na požádání pak vše zapíše do metody vytvářející přípravek BlueJ umožňuje spustit tento kód nezávisle a získat tak přípravek Testy Pro start záznamu dalšího testu je speciální příkaz Po zadání příkazu se nejprve vytvoří přípravek a pak začne záznam Zprávy posílané testovací třídě žádají spuštění testu VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
63
Testovací třídy v BlueJ 2/2
Tvorba přípravku Po restartu postupně předvedeme, jak se má přípravek vytvářet a na konci zadáme příkaz Dosavadní činnost -> Testovací přípravek Přípravek můžeme kdykoliv upravit Tvorba testu Po zadání příkazu Vytvořit testovací metodu se automaticky zavede přípravek, který pak budeme testovat Testy není možno upravit, musí se nahrát znovu VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
64
Zprávy s parametry a návratovou hodnotou
50–93 114–119 VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
65
Zprávy s parametry Při zasílání některých zpráv je možno zadat upřesňující parametry Jako parametry se zadávají hodnoty, na jejichž základě objekt modifikuje svoji reakci na zprávu VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
66
Datové typy Veškerá data, s nimiž chceme v programu v Javě pracovat, musí mít předem určen svůj datový typ, který definuje, co jsou příslušná data zač Java dělí datové typy do dvou skupin Typ-netyp void Primitivní datové typy – pouze 8 zástupců: boolean, byte, short, int, long, float, double, char, Objektové datové typy – vše ostatní (ve standardní knihovně Javy 6.0 je definováno přes datových typů, z toho je 3777 veřejných) Při práci s daty musíme používat data deklarovaného typu nebo typů s ním kompatibilních Při práci s hodnotami objektových typů dostane v Javě (a obecně ve všech moderních programovacích jazycích) žadatel vždy pouze odkaz na daný objekt Atové typy VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
67
Parametry – použití Typ hodnoty parametru musí přesně odpovídat deklarovanému typu daného parametru Pořadí předávání hodnot parametrů musí dodržovat pořadí jejich deklarace Jako hodnoty parametrů objektových typů se předávají odkazy na instance těchto typů VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
68
Ukázky práce v interaktivním režimu
Ve složce I:\!RUP\Animace Na webu Česky komentované animace A02_2_Testovaci_trida.htm Anglicky komentované animace OOTiJ_A_004a_Test_Class.htm OOTiJ_A_005a_MsgWithReturnValues.htm OOTiJ_A_005b_MsgReturningObject.htm OOTiJ_A_006a_MsgWithParameters.htm OOTiJ_A_006b_ObjectParameters.htm VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
69
Děkuji za pozornost Rudolf Pecinovský mail: ICQ: VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
70
VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský
1. Základy OOP
71
Pgm Používaná písma a objekty
Pgm Příliš žluťoučký kůň úpěl ďábelské ódy (Demi) Pgm Příliš žluťoučký kůň úpěl ďábelské ódy (Medium) Pgm Příliš žluťoučký kůň úpěl ďábelské ódy (Cond) Příliš žluťoučký kůň úpěl ďábelské ódy (Heavy) Příliš žluťoučký kůň úpěl ďábelské ódy (Franklin Gothic Book) Příliš žluťoučký kůň úpěl ďábelské ódy (Comic Sans MS) Příliš žluťoučký kůň úpěl ďábelské ódy (Consolas) Příliš žluťoučký kůň úpěl ďábelské ódy Příliš žluťoučký kůň úpěl ďábelské ódy Opakování Program Keyword VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
72
VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský
1. Základy OOP
73
Bodování Práce Body Povinné minimum
Domácí úkoly, testy, semestrální úloha 40 5 Semestrální úloha – Adventura 30 10 Závěrečný test 15 Celkem 100 (60) VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
74
Podmínky pro ukončení Body lze získat za semestrální úlohy (programy), průběžné testy, domácí úkoly a závěrečný písemný test Ze závěrečného testu je nutno získat minimálně 15 bodů Opakovat lze pouze závěrečný test Body lze ztratit za neúčast na cvičeních (více než 3 neomluvené absence) Lze získat prémiové body za nadstandardní řešení úkolu. Při zjištěném pokusu o podvod (odevzdání cizí práce, cizího programu) bude práce ohodnocena -5 body. Známka Body 1 90 – 100 2 75 – 89 3 60 – 74 4+ 50 – 59 4 <= 59 VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
75
Úspěšnost v 1. ročníku dle předmětů
Zimní semestr Letní semestr 4MM101 107 35% 5EN101 324 43% 2PR101 289 65% 4FI112 141 67% 4IT115 276 82% 4IZ110 158 84% 2AJ202 202 86% 3MA101 331 87% 4MM101 491 45% 4IT101 484 61% 3MI111 486 64% 4IZ110 206 67% 2AJ201 259 70% 4FI112 300 75% 4EK112 485 78% VSE, 2009 © Rudolf Pecinovský 1. Základy OOP
Podobné prezentace
© 2024 SlidePlayer.cz Inc.
All rights reserved.