Adatszerkezetek és algoritmusok

Adatszerkezetek és algoritmusok 2. El®adás Típusok, osztályok

2012. október 18.

Ismétlés

2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

El®z® órai anyagok áttekintése

Ismétlés

Ismerjük: Az algoritmizálás alapjait Kifejezések fogalmát Vezérlési szerkezeteket Egyszer¶ programozási tételeket . . . és néhány példát


Specikáció

Feladat specikációja

Miel®tt az algoritmusainkat megtervezzük, leírjuk, programozzuk specikálni kell a feladatot Mi az amit bemenetként megkapunk kimenetként adni kell el kell végezni Ezek mindegyike feltétel! Feltételezzük, hogy a bemenetre/kimenetre igaz az állítás A programunk akkor lesz helyes, ha a feltételek teljesülnek!


Specikáció

Feladat specikációja

Példa a négyzetgyök számításra Bemenet: egy szám, aminek a négyzetgyökét keressük: x Kimenet: egy olyan szám y , amire igaz, hogy y

2

=x

illetve

√

x

=y

Feladat: a program számolja ki a bemenet négyzetgyökét Tehát az el®feltétel azt köti ki, hogy egy számot kapok az utófeltétel pedig azt, hogy az eredmény a bemenet négyzetgyöke lesz


Típusok és m¶veletek


Típus fogalma

Típus fogalma Deníció

Típusnak nevezzük egy megadott értékhalmazt és az azokon értelmezett m¶veletek összességét

Példa típusra 1.

Egészek: Értékek: 0 . . . 1000, M¶veletek:

+

és

−

Példa típusra 2.

Logikai: Értékek:

igaz, hamis,

M¶veletek:

∧, ∨

és

¬

Példa típusra 3.

Karakter: Értékek: 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

a . . . z, M¶veletek: < (reláció a bet¶rend szerint)

Adatok ábrázolása

Adatok ábrázolása a memóriában Két állapot tárolható zikai szinten

→

matematikailag: 0 és 1

Egyetlenegy érték a bit, ez lehet 0 vagy 1 8 biten lehet ábrázolni egy bájtot, kettes számrendszerb®l tízesre átírva ez 0 és 255 közötti számokat teszi lehet®vé A bájtokat kett® hatványai szerint szokás további egységekbe foglalni, szélesítend® az ábrázolható értékek halmazát. Két bájt (16 bit): 0 és 65535 között Négy bájt (32 bit): 0 és 4294967295 között (32-bites rendszerekben ezt szónak (word) is hívják)



Adatok ábrázolása a memóriában Két állapot tárolható zikai szinten

→

matematikailag: 0 és 1

Egyetlenegy érték a bit, ez lehet 0 vagy 1 8 biten lehet ábrázolni egy bájtot, kettes számrendszerb®l tízesre átírva ez 0 és 255 közötti számokat teszi lehet®vé A bájtokat kett® hatványai szerint szokás további egységekbe foglalni, szélesítend® az ábrázolható értékek halmazát. Két bájt (16 bit): 0 és 65535 között Négy bájt (32 bit): 0 és 4294967295 között (32-bites rendszerekben ezt szónak (word) is hívják)



Adatok ábrázolása a memóriában

A tárolni kívánt érték típusától függ a számok jelentése . . . Például 16 biten (2 bájton) tárolni lehet: El®jel nélküli egész számokat (0 . . . 65535) El®jeles egész számokat (−32768 . . . 0 . . . 32767) (Els® bit el®jelbit) Karaktereket (úgynevezett Unicode táblázat alapján) Minden egyes számértékhez egy karaktergraka rendelhet® ...



Adatok ábrázolása a memóriában Mit tudunk tárolni még: Logikai értékeket Racionális számokat, meghatározott tizedes pontossággal Karaktersorozatokat (szövegeket) Memóriarekeszek címét Programutasításokat (az egyes bájtoknak utasítások felelnek meg) Dátumot, id®t (például eltelt másodpercekben mérve) Az el®z®ek sorozatát vektorok formájában ...



Adatok ábrázolása a memóriában Hogyan történik mindez? A memória rekeszekre van osztva A rekeszek hossza rendszerenként más, például 32 bit Egy rekeszben egy érték van A programozó (így a gépi utasításokra fordított program) tudja, hogy melyik rekeszben milyen típusú érték van, hogy kell értelmezni A rekeszeknek tudunk nevet adni, ezek a változók Változókkal rekeszeket lehet együttesen is kezelni (összefogni) Pédául tömbök, karaktersorozatok, . . .



Valós számok a memóriában

A valós számok trükkje:

X

∗ 2Y

alakban ábrázoljuk

Pl.: 32 bit esetén 23 bit az X és 8 bit az Y , illetve el®jelbit Lebeg®pontos számábrázolás (egy IEEE szabvány esetén) Az

X

23db

minden esetben 1

}| { z . xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

alakú, ahol

az x egy bináris érték Az exponens adja meg a kettedes pont helyét A vezet® egyest valójában nem tároljuk, mivel mindig egy



Tárolás következményei Fontos tudni az értékek típusát, mert legbelül minden egyforma Nem végtelen a precizitás számok esetén

+ 1, +1=0

Egy bájton tárolva, ha vesszük azt a kifejezést, hogy 255 akkor is kapunk eredményt, mégpedig azt hogy 255 A jelenséget túlcsordulásnak hívjuk

Racionális számoknál ha két eltér® nagyságrend¶ számot adunk össze, például 23 kettedesjegynél nagyobb a nagyságrendbeli különbség, akkor

A 6= 0: A + B = B

el®fordulhat

Nem mindig igaz, pontosságvesztés miatt, hogy

(x /y ) ∗ y = x ,

tehát valós számoknál ne használjunk egyenl®ségvizsgálatot




+ 1, +1=0



A 6= 0: A + B = B

el®fordulhat


(x /y ) ∗ y = x ,





+ 1, +1=0



A 6= 0: A + B = B

el®fordulhat


(x /y ) ∗ y = x ,





+ 1, +1=0



A 6= 0: A + B = B

el®fordulhat


(x /y ) ∗ y = x ,





+ 1, +1=0



A 6= 0: A + B = B

el®fordulhat


(x /y ) ∗ y = x ,





+ 1, +1=0



A 6= 0: A + B = B

el®fordulhat


(x /y ) ∗ y = x ,



Típusok osztályozása

Általános osztályozása a típusoknak A programozási nyelvekben el®forduló típusokat az alábbiak szerint lehet csoportosítani: Típusok Elemi típusok

Összetett típusok

Iterált Unió Direktszotzat ...


Mutató

Skalár Diszkrét

Valós

Felsorolási

Fixpontos

Egész

Lebeg®pontos

Beépített alaptípusok JAVA nyelven

Primitívek A továbbiakban a JAVA nyelv alaptípusait vesszük sorra A Java objektum alapú nyelv, azaz néhány kivételt®l eltekintve minden típusa objektum. Amik nem objektumok, azokat primitíveknek nevezzük. Primitívek Java-ban:

boolean: Logikai típus byte: 8-bites el®jeles egész short: 16-bites el®jeles egész int: 32-bites el®jeles egész long: 64-bites el®jeles egész float: 32-bites lebeg®pontos racionális szám double: 64-bites lebeg®pontos racionális szám char: 16-bites Unicode karakter 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok


Primitívek A továbbiakban a JAVA nyelv alaptípusait vesszük sorra A Java objektum alapú nyelv, azaz néhány kivételt®l eltekintve minden típusa objektum. Amik nem objektumok, azokat primitíveknek nevezzük. Primitívek Java-ban:

boolean: Logikai típus byte: 8-bites el®jeles egész short: 16-bites el®jeles egész int: 32-bites el®jeles egész long: 64-bites el®jeles egész float: 32-bites lebeg®pontos racionális szám double: 64-bites lebeg®pontos racionális szám char: 16-bites Unicode karakter 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok


Csomagoló osztályok Minden egyes primitív típusnak létezik egy objektum párja, amit csomagoló osztálynak hívunk.

Boolean: boolean Byte: byte Short: short Integer: int Long: long Float: oat Double: double Character: char Objektum alapú programozási szemlélet miatt vannak. Értékük csak úgy változtatható meg, hogy új példány jön létre, aminek ugyanaz lesz a változóneve. (Egyúttal a régi érték¶ példány elérhetetlen lesz) 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok


Tömbök A tömb ahhoz hasonlít, amit matematikában vektornak hívunk. A memóriában folytonosan több ugyanolyan típusú változó foglalódik le deklarációkor, amelyet indexelten lehet elérni. Java nyelven egy egészekb®l álló tömb deklarációja a következ®képpen történik: Deklaráció

tombtipusa [] tombneve ; Egy létrehozott tömb hossza nem változtatható meg a kés®bbiekben, viszont lehet®ség van újabb, nagyobb deklarációjára.



Tömbök értékadás Egy tömbnek értéket adni többféleképpen lehet: Értékadás Felsorolással

int [] tombneve; tombneve = {1,2,3,4,5}; Ugyanakkor létrehozható egy tömb kezd®értékek nélkül is, csak a méret megadásával: Értékadás Üres létrehozása

int [] tombneve; tombneve = new int[10];



Tömbök értékadás

Illetve a tömb értékadásánál lehet®ség van egy másik tömbbel egyenl®vé tenni Értékadás Másik tömbbel

int [] masiktomb = {0, 1}; int [] egyiktomb = masiktomb; Fontos, hogy ekkor a memóriában egyetlen tömb lesz csak, ugyanakkor kétféle változónévvel lehet elérni. (B®vebben az objektumoknál.)



Tömbök használat A tömbök tartalmát indexeléssel érjük el, a számozás 0-val kezd®dik. Például

int [] egyiktomb = new int[10]; Az el®z® tömb esetén 0 . . . 9 indexek érvényesek, a többi kiindexel a tömbb®l. Egy tömb méretének megismerését a következ® példa mutatja be: Tömbméret

int tombmerete = egyiktomb.length;



Tömb, mint típus Deklaráció

tombtipusa [] tombneve ; A tömbök is típusok, azaz szerepelhetnek tömb objektum létrehozási paramétereként: Deklaráció

tipus [] [] matrix; Ezáltal két-, vagy többdimenziós tömböket is létre lehet hozni, a korlát a memória mérete (Kétdimenziós vektorok


⇒

mátrixok)

Karakterláncok

Karakterláncok Nagyon hasznos típus a karakterlánc String (objektum) Deklaráció

String s; Értéket adni idéz®jelek között megadott szöveggel lehet: Értékadás

String s = "Szervusz világ"; Ha idéz®jelet szeretnénk belevinni a szövegbe akkor: Idéz®jelek egy karakterláncban

String s = "Szervusz \"szép\" világ"; 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

Karakterláncok

Karakterláncok

Hasonlóan a csomagoló típusokhoz a karakterláncok sem változtathatóak meg. Amikor új értéket adunk, akkor egy új jön létre ugyanazzal a névvel a memóriában. Karakterek száma egy

Stringben:

Karakterlánc mérete

String s = "Szervusz világ"; int meret = s.length();


M¶veletek

M¶veletek


M¶veletek számokon

Egész típusokon végzett m¶veletek A következ® m¶veletek értelmezettek egész típusokon: (Precedencia)

Növelés, csökkentés: Multiplikatív:

++, --

*, /, %

(Szorzás, Maradékos osztás, és maradékos osztás maradéka)

Additív:

+, <<, >> (Balra, m¶veletek: ∼, &, |,

Bitenkénti eltolás: Bitenkénti

jobbra)

(Negálás, és, vagy, kizáró vagy)

==, !=, <, <=, >, >= +, - (el®jelek)

Relációs: Unáris:

Értékadás: A változónak új értéket ad. (Kombinálható más m¶velettel: 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

+=)

=


Racionális típusokon végzett m¶veletek A következ® m¶veletek értelmezettek racionális típusokon: (Precedencia)

Növelés, csökkentés: Multiplikatív:

++, --

*, /, %

(Szorzás, Osztás, és maradékos osztás maradéka)

+, Relációs: ==, !=, <, <=, >, >= Unáris: +, - (el®jelek) Additív:

Értékadás: A változónak új értéket ad. (Kombinálható más m¶velettel:


+=)

=


Érdekességek Java esetén minden értéknek van valamilyen típusa a kódban.

Példa egészre

Példa valósra

2

2.0 2.0F

Ha egészeket osztunk, egészet kapunk eredményül, ha valósakat, akkor valóst.

Példa egészre

Példa valósra

10 / 3 = 3

10D / 3 = 3.3333 ...


M¶veletek logikai értéken

Logikai típusokon végzett m¶veletek

A következ® m¶velek értelmezettek logikai típusokon:

Tagadás: Relációs:

! ==, !=

Logikai és, vagy:

&&, ||

Értékadás: A változónak új értéket ad. (Az érték

true


vagy

false)

=

M¶veletek karakterláncokon

Karakterláncokon végzett m¶veletek

A következ® m¶veletek értelmezettek karakterláncokon

Értékadás: A változónak új értéket ad. Összef¶zés:

=

+

Több különböz® karakterláncot f¶z össze


Függvények


Bevezetés

Függvények bevezetés Olyan (rész)programok, amelyeknek bemen® paramétereik vannak m¶veleteket végeznek valamilyen eredménnyel kimenettel rendelkeznek Minden Java programban van egy függvény, a

main

függvény, ami a

program elindulásakor kezd futni Ha a

main

függvény futása befejez®dik, akkor a program is

befejez®dik A

main

további függvényeket hív(hat) meg, illetve a függvények is

továbbiakat hívhatnak meg . . .


Bevezetés

Függvények bevezetés

main függvényre public static void main(String [] arguments) { int i = 10; int negyzet = i*i; KIIR (negyzet); } Példa

2

Ez a program kiszámolja az i , az i


= 10

és kiírja.

Függvényhívás részletei

Függvényhívás Területszámítás

public double terulet(double oldal, double magassag) { return (oldal * magassag) / 2; } public static void main(String [] arguments) { double side = 10; double height = 8; double eredmeny = terulet(side, height); } Ez a program egy háromszög területét számoló függvényt hív meg. 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok


Függvényhívás Területszámítás

public double terulet(double oldal, double magassag) { return (oldal * magassag) / 2; } public static void main(String [] arguments) { double side = 10; double height = 8; double eredmeny = terulet(side, height); } Figyeljük meg a függvényhívást! 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok


Függvényhívás aktuális paraméterek Területszámítás

public double terulet(double oldal, double magassag) { return (oldal * magassag) / 2; } public static void main(String [] arguments) { double side = 10; double height = 8; double eredmeny = terulet(side, height); } Figyeljük meg a függvény aktuális paramétereit! 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok


Függvényhívás formális paraméterek Területszámítás

public double terulet(double oldal, double magassag) { return (oldal * magassag) / 2; } public static void main(String [] arguments) { double side = 10; double height = 8; double eredmeny = terulet(side, height); } Figyeljük meg a függvény formális paramétereit! 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok


Függvényhívás paraméterátadás Területszámítás

public double terulet(double oldal, double magassag) { return (oldal * magassag) / 2; } public static void main(String [] arguments) { double side = 10; double height = 8; double eredmeny = terulet(10, 8); } Paraméterek behelyettesítése 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok


Függvényhívás számítás Területszámítás

public double terulet(double 10, double 8) { return (10 * 8) / 2; // = 40 } public static void main(String [] arguments) { double side = 10; double height = 8; double eredmeny = terulet(10, 8); } Eredmény kiszámítása 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok


Függvényhívás visszatérési érték Területszámítás

public double terulet(double 10, double 8) { return (10 * 8) / 2; // = 40 } public static void main(String [] arguments) { double side = 10; double height = 8; double eredmeny = 40; } Visszatérési érték 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

Függvényszignatúra



visszatérésitipus fuggvenynev (parameterdeklarációk ) A visszatérés típusát hívják a függvény típusának is A függvény neve bármi, kivéve a nyelv fenntartott szavai A paramétereknél vessz®vel elválasztott változódeklarációk A függvény szignatúra alapján használjuk a függvényt


Függvénytörzs

Függvénytörzs A függvénytörzs m¶veleteket végez Használhatja a bemen® paramétereket, új változókat, . . . Benne van egy

return,

amit a visszatérési típusnak megfelel®

kifejezés követ ez lesz a függvény visszatérési értéke Lehet több A

return

return

is, például elágazás esetén

utasítással befejez®dik a függvény, még akkor is, ha

van mögötte további utasítás Annak a függvénynek, aminek nincs visszatérési típusa, típusa Semmilyen típus, nem hozható létre bel®le példány


void

a

Paraméterek

Paraméterek

Formális paraméterek a függvényszignatúrában vannak deklalrálva, új változók! Ezek a függvény hívásakor felveszik az aktuális paraméterek értékét (hogy hogyan azt kés®bb) Tehát a formális és aktuális paraméter más-más terület a memóriában. A változónév azonban lehet ugyanaz! A visszatérési érték, a függvény befejeztekor, annak az értékadó utasításnak a jobb oldala lesz, amiben a függvény neve szerepelt A függvények aktuális paraméterei lehetnek további függvényhívások!


Változók láthatósága


Egy változó láthatósági körének nevezzük azt a részt a programban, ahol az adott változó és általa képviselt memóriaterület elérhet®, módosítható. Egy változó hatáskörének nevezzük azt a részt programban, ahol a változó deklarációja érvényben van. Egy függvényen belül deklarált változó csak a függvényen belül látható és arra terjed ki a hatásköre. Egy utasításblokkon belül deklarált változó hasonlóan viselkedik az el®z®höz. Ezeket lokális változónak hívjuk.



Változók láthatósága Léteznek globális változók is, amelyeket több függvényb®l el lehet érni, használatuk azonban nem javasolt. Példa a hatáskörre

int i = 10; int j = 100; { int i = 50; } i++; j++;

Az els® i-nek a teljes példára kiterjed a határköre, azonban a bels® részben nem látható. A második i csak a bels® részben látható és a hatásköre is ugyanaz. Nem engedi látni a küls® i-t, elfedi azt Az j a programblokkon belül is látható! 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

Objektum Orientált Programozás


Valós világ modellezése

Valós világ modellezése Az ember a világ megértéséhez modelleket épít, alábbi alapelvekkel Absztrakció az a szemléletmód, amelynek segítségével a valós világot leegyszer¶sítjük, úgy, hogy csak a lényegre, a cél elérése érdekében feltétlenül szükséges részekre összpontosítunk elvonatkoztatunk a számunkra pillanatnyilag nem fontos, közömbös információktól és kiemeljük az elengedhetetlen fontosságú részleteket

Megkülönböztetés az objektumok a modellezend® valós világ egy-egy önálló egységét jelöli az objektumokat a számunkra lényeges tulajdonságaik, viselkedési módjuk alapján megkülönböztetjük



Valós világ modellezése Az ember a világ megértéséhez modelleket épít, alábbi alapelvekkel Absztrakció az a szemléletmód, amelynek segítségével a valós világot leegyszer¶sítjük, úgy, hogy csak a lényegre, a cél elérése érdekében feltétlenül szükséges részekre összpontosítunk elvonatkoztatunk a számunkra pillanatnyilag nem fontos, közömbös információktól és kiemeljük az elengedhetetlen fontosságú részleteket

Megkülönböztetés az objektumok a modellezend® valós világ egy-egy önálló egységét jelöli az objektumokat a számunkra lényeges tulajdonságaik, viselkedési módjuk alapján megkülönböztetjük



Valós világ modellezése Osztályozás Az objektumokat kategóriákba, osztályokba soroljuk, oly módon, hogy a hasonló tulajdonságokkal rendelkez® objektumok egy osztályba, a különböz® vagy eltér® tulajdonságokkal rendelkez® objektumok pedig külön osztályokba kerülnek Az objektum-osztályok hordozzák a hozzájuk tartozó objektumok jellemz®it, objektumok mintáinak tekinthet®k

Általánosítás, specializálás Az objektumok között állandóan hasonlóságokat vagy különbségeket keresünk, hogy ezáltal b®vebb vagy sz¶kebb kategóriákba, osztályokba soroljuk ®ket



Valós világ modellezése Osztályozás Az objektumokat kategóriákba, osztályokba soroljuk, oly módon, hogy a hasonló tulajdonságokkal rendelkez® objektumok egy osztályba, a különböz® vagy eltér® tulajdonságokkal rendelkez® objektumok pedig külön osztályokba kerülnek Az objektum-osztályok hordozzák a hozzájuk tartozó objektumok jellemz®it, objektumok mintáinak tekinthet®k

Általánosítás, specializálás Az objektumok között állandóan hasonlóságokat vagy különbségeket keresünk, hogy ezáltal b®vebb vagy sz¶kebb kategóriákba, osztályokba soroljuk ®ket




Példa Sok embernek van kutyája különböz® névvel és jellemz® tulajdonságokkal objektumok (példányok) A kutyák, mint egy állatfaj egyedei sok mindenben hasonlítanak is például mindegyik tud ugatni




Osztályhierarchia

Állat

Háziállat

Macska

Bodri


Vadállat

Kutya

Morzsi

Tigris

Floki

Emu

Az OOP elmélete

Objektumok és állapotaik Az objektumorientált program egymással kommunikáló objektumok összessége, ahol minden objektumnak megvan a feladata

Az objektum: Információt tárol, kérésre feladatokat hajt végre Bels® állapota van, üzeneten keresztül lehet megszólítani Objektum = adattagok + m¶veletek (függvények) Felel®s feladatainak korrekt elvégzéséért

Az objektum állapota Mindig van egy állapota, amit a mez®k (objektumhoz tartozó változók) pillanatnyi értékei írnak le Az objektum m¶veleteket hajt végre, melyek hatására állapota megváltozhat Két objektumnak ugyanaz az állapota, ha az adattagok értékei megegyeznek 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

Az OOP elmélete

Objektumok és állapotaik Az objektumorientált program egymással kommunikáló objektumok összessége, ahol minden objektumnak megvan a feladata

Az objektum: Információt tárol, kérésre feladatokat hajt végre Bels® állapota van, üzeneten keresztül lehet megszólítani Objektum = adattagok + m¶veletek (függvények) Felel®s feladatainak korrekt elvégzéséért

Az objektum állapota Mindig van egy állapota, amit a mez®k (objektumhoz tartozó változók) pillanatnyi értékei írnak le Az objektum m¶veleteket hajt végre, melyek hatására állapota megváltozhat Két objektumnak ugyanaz az állapota, ha az adattagok értékei megegyeznek 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

Az OOP elmélete

Osztály, példány Osztály (class) Olyan objektumminta vagy típus, mely alapján példányokat (objektumokat) hozhatunk létre

Példány (instance) Minden objektum születését®l kezdve egy osztályhoz tartozik Életciklusa van megszületik, él, meghal Létrehozásához inicializálni kell speciális függvény, a neve

konstruktor Változóknak kezd®értéket ad Az objektum m¶ködéséhez szükséges tevékenységek végrehajtása


Az OOP elmélete

Osztály, példány Osztály (class) Olyan objektumminta vagy típus, mely alapján példányokat (objektumokat) hozhatunk létre

Példány (instance) Minden objektum születését®l kezdve egy osztályhoz tartozik Életciklusa van megszületik, él, meghal Létrehozásához inicializálni kell speciális függvény, a neve

konstruktor Változóknak kezd®értéket ad Az objektum m¶ködéséhez szükséges tevékenységek végrehajtása


Az OOP elmélete

Mez®k, m¶veletek, láthatóság Példányváltozó Objektumpéldányonként helyet foglaló változó

Osztályváltozó Osztályonként helyet foglaló változó

Példányfüggvény (-metódus) Objektumpéldányokon dolgozó metódus

Osztályfüggvény (-metódus) Osztályokon dolgozó metódus

Láthatóság Lehet®ség van arra, hogy bizonyos függvényeket, változókat azt osztályhasználó számára láthatatlanná tegyünk (információ

elrejtésének alapelve) 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

Az OOP elmélete







Az OOP elmélete







Az OOP elmélete







Az OOP elmélete







Az OOP elmélete

Örökl®dés Az állat osztálynak vannak bizonyos tulajdonságai (mez®i) és függvényei Ha elkészítjuk a háziállat osztályt, nyilvánvaló, hogy sok olyan tulajdonsága lesz, mint ami az állat nak Lehet®ség van az OOP nyelvekben a háziállat osztályt az állat osztály leszármazottjaként létrehozni, ekkor az összes mez®t és függvényt örökli a háziállat, ami az állatban megvolt Természetesen további függvényeket és mez®ket vehetünk a

háziállat ba . . .

(Az örökl®dés, dinamikus kötés és polimorzmus (statikus és dinamikus típus) nagyon messzire elvinne minket, így elméletben többr®l nem esik szó. Fontos megjegyezni azonban, hogy a fentebbiek alapelvek, ennél sokkal színesebb paletta áll rendelkezésre) 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

Az OOP gyakorlata Java-ban

Java osztály Osztály létrehozása

public class osztálynév extends szül® [és még más] { public int mezonev; private String mezonev; ... public osztályneve (paraméterek ) { // Konstruktor }

}

public int fuggvenyneve (paraméterek ) { ...} ...



Néhány lehetséges kulcsszó A mez®k és függvények el®tt néhány kulcsszó:

public: mindenki számára elérhet® private: csak az adott osztályban protected: csak az adott osztályban

és leszármazottjaiban

nincs kulcsszó : adott osztályban, leszármazottjaiban és a csomagban

static-kal

jelöljük az osztálymez®t illetve függvényt

final, akkor nem módosítható Ha egy osztály final, akkor nem örökölhet® bel®le tovább (Van még: abstract, synhronized, volatile, native . . . ) Ha egy mez®



Java osztály Kutya osztály

public class Kutya extends Allat { public String nev; public String fajta; public Integer eletkor; private Date [] oltasok_ideje; private String [] oltasok_neve; public Kutya () { oltasok_ideje = new Date[10]; oltasok_neve = new String[10]; } 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok


Java osztály Kutya osztály

}

public void ugat() { } public void megy() { } public void oltastkap(String s, Date mikor) { }



UML diagram

Kutya

+Név: String +Fajta: String +Életkor: Integer #Oltások ideje: Date [] #Oltások neve: String [] +ugat(): void +megy(): void +oltástkap(mikor:Date,mit:String): void


Java objektumok

Java Objektum Az el®z® kutya osztály, mint típus az alábbiak szerint deklarálható Deklaráció

Kutya bodri; Ez még csak deklaráció, a tényleges példány létrehozása a

new

kulcsszóval történik. Példányosítás

bodri = new Kutya(); Ekkor a memóriában létrejön egy új annak a konstruktora. Miért m¶ködik ez így? 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

Kutya

objektum, valamint lefut

Java objektumok

Java Objektum Az el®z® kutya osztály, mint típus az alábbiak szerint deklarálható Deklaráció

Kutya bodri; Ez még csak deklaráció, a tényleges példány létrehozása a

new

kulcsszóval történik. Példányosítás

bodri = new Kutya(); Ekkor a memóriában létrejön egy új annak a konstruktora. Miért m¶ködik ez így? 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

Kutya

objektum, valamint lefut

Java objektumok

Java Objektum Object osztály bármely leszármazottját (legyen az tömb, String, Double, Kutya . . . ) deklaráljuk, akkor a változó, ami

Amikor az

lefoglalásra kerül a memóriában egy referenciát (memóriacímet) tartalmaz értékként Az referencia alapértelmezésben

null!

Azaz a változó képes egy

adott típusú objektumra hivatkozni, de éppen nem hivatkozik egyre sem Ahhoz hogy hivatkozzon létre kell hozni egy új példányt, vagy egy meglév® hivatkozást kell átadni értékként (egy meglév® példányt) Példányosítás

Kutya morzsi = new Kutya(); Kutya rex = morzsi; 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

Java objektumok

Java Objektum

A második miatt egyetlen

Kutya példány van a morzsi és rex

memóriában, csak

két névvel is hivatkozhatunk rá:

Egy objektumváltozó értéke Java-ban egy referencia a memóriában!


Java objektumok

Java Objektum Egy objektumpéldány mez®it és tagfüggvényeit a következ® módon lehet elérni, meghívni Tagfüggvények, mez®k

bodri.ugat(); String kutyaneve = bodri.nev; Természetesen ez csak megfelel® látható mez®kre és függvényekre igaz. Egy osztály osztálymez®it és függvényeit az osztály nevén keresztül célszer¶ elérni Osztálymez®

Kutya.ALAPÉRTELMEZETTUGATÁSIHANGER 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

Java objektumok

Java Objektum Egy objektumpéldány mez®it és tagfüggvényeit a következ® módon lehet elérni, meghívni Tagfüggvények, mez®k

bodri.ugat(); String kutyaneve = bodri.nev; Természetesen ez csak megfelel® látható mez®kre és függvényekre igaz. Egy osztály osztálymez®it és függvényeit az osztály nevén keresztül célszer¶ elérni Osztálymez®

Kutya.ALAPÉRTELMEZETTUGATÁSIHANGER 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

Referencia következményei

Következmények

Java nyelven, amikor függvényt hívunk, az aktuális paraméter értéke átmásolódik a formális paramétert jelent® változóba. (Létrejön(nek) a függvényszignatúra szerinti új változó(k), és az értékük az lesz, ami a függvényhíváskor az aktuális paraméter volt.)

Objektumok esetén ez a referencia lesz! Nem jön létre másolat az objektumról, hanem pontosan ugyanazon az objektumon dolgozunk, mint ami az aktuális paraméter. (Primitívek esetén létrejön másolat és a másolaton dolgozunk.) Csomagolók esetén nincs másolat, mivel azonban változtatáskor új jön létre, a tényleges hatás ugyanaz, mint a primitívek esetén.



Következmények public void fuggveny(Double d, int i, Kutya k) { d = 5.0; i = 10; k.oltastkap("Veszettség", new Date()); } public static void main() { Double dd = 2.0; // → Double d = new Double(2.0) int ii = 10; Kutya kk = new Kutya(); fuggveny(dd, ii, kk); } 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok


Következmények

...fv(Double d, int i, Kutya k) { d = 5.0; i = 10; k.oltastkap(...); } public static void main() { Double dd = 2.0; int ii = 10; Kutya kk = new Kutya(); fuggveny(dd, ii, kk); } 2. El®adás Típusok, osztályok Adatszerkezetek és algoritmusok

Híváskor új változóba másolódnak az értékek (objektumnál referenciák) Új példány, új helyen létrejön Eleve másik memóriaterület Megváltoztatjuk az állapotot . Itt indul a program . Létrejön egy Double példány Létrejön egy int Létrejön egy Kutya példány Függvény hívása Program vége

Összefoglalás


Összefoglalás

Összefoglalás Típusok Értékek és a rajta értelmezett m¶veletek összessége Vannak számok, karakterek, objektumok, logikai értéke, . . . Végül, zikai szinten, minden egyes és nulla Az objektum változók referenciát tárolnak Típusok Java-ban Függvények Kis részprogramok Függvényszignatúra Paraméterek átadása, visszatérési érték


Összefoglalás

Összefoglalás Típusok Értékek és a rajta értelmezett m¶veletek összessége Vannak számok, karakterek, objektumok, logikai értéke, . . . Végül, zikai szinten, minden egyes és nulla Az objektum változók referenciát tárolnak Típusok Java-ban Függvények Kis részprogramok Függvényszignatúra Paraméterek átadása, visszatérési érték


Összefoglalás

Összefoglalás

Objektumok, osztályok Valós világ absztrakt reprezentálása Osztályok hasonló objektumok csoportosítása, minta Metódusok, mez®k Láthatóság Objektumok Java-ban Érték szerinti paraméterátadás következményei


Felhasznált el®adások

Felhasznált el®adások

Adatszerkezetek és algoritmusok 1. el®adás Nyékyné Gaizler Judit Bevezetés a programozásba I. 4-6 el®adás Feldhoer Gergely Programozás nyelvek és módszerek: OOP, Típusok el®adás Nyékyné Gaizler Judit Programozás nyelvek és módszerek 1. gyakorlat anyaga Tornai Kálmán


Adatszerkezetek és algoritmusok

Recommend Documents