Osztályok közötti kapcsolatok

Osztályok közötti kapcsolatok

• Az Ember és a Macska osztályok közötti kapcsolat lehetővé teszi az objektumok közötti kölcsönhatásokat, például egy ember megsimogathat egy macskát.
• Alapvető kapcsolatok osztályok között: asszociáció, aggregáció (gyenge, erős), öröklődés.
• Ezeknek a kapcsolatoknak különböző tulajdonságai lehetnek: név, irány, szerep, multiplicitás.
• Az osztályok közötti kétirányú összeköttetés megadható iránnyal.
• A kapcsolatban részt vevő osztályok léte általában független, de legalább az egyik ismeri vagy használja a másikat.
• Az asszociációk a forráskódban lokális változóként, függvényparaméterként, visszaadott értékként stb. jelenhetnek meg.

Asszociáció példa

• Az Ember megsimogathatja a Macska példányokat a simogatastKap metóduson keresztül.
• A simogatastKap metódus növeli a macska simogatasokSzama tulajdonságát, és ha a macska nem barátságos, megkarmolja az embert.
• A nem barátságos macskák idővel barátságossá válnak, és nem karmolnak többet.
• Az asszociáció tulajdonságát szaggatott vonallal jelöljük az osztálydiagramon. Például a Macska és Orvos osztályok közötti kapcsolatnak lehet egy "Vizsgálat" tulajdonsága.
• Egy Személy 1 vagy 2 Lakásban lakhat, de egy Lakáshoz bármennyi személy tartozhat.

Aggregáció

• Az aggregáció egy rész-egész kapcsolat, az asszociáció egy speciális, erősebb formája.
• Az egyik objektum fizikailag tartalmazza vagy birtokolja a másikat.
• Az aggregáció jelölése a két osztály között húzott vonal, egy rombusszal a tartalmazó oldalán (üres vagy teli rombusz).
• Gyenge aggregáció esetén a tartalmazó létezhet a tartalmazott nélkül is (alma és kukac).
• Erős aggregáció esetén a részek élettartama szigorúan megegyezik az egészével (macska-fej).

Aggregáció példa: Macska és Nyakörv

• A macskáknak lehet nyakörvük, amire a gazda adatai vannak írva.
• Egy Macska példányhoz tartozhat egy Nyakörv példány, de a Macska létezhet Nyakörv nélkül is.
• A Nyakörv osztály tartalmazhatja a Macska nevét, a gazda nevét, és bolhairtó tulajdonságot.
• Az aggregációt az osztálydiagramon adattagként vagy az aggregáció vonalára írva jelölhetjük.
• Egy Macskához 0 vagy 1 Nyakörv tartozhat.
• A Nyakörv példányt a Macska osztályon belül lehet létrehozni/beállítani, például egy setter segítségével vagy a konstruktorban.

Kóbor macska példa

• Egy kobor nevű függvény visszaadja, hogy egy Macska példány kóbor-e.
• Egy macska akkor kóbor, ha nincs nyakörve (ebben a programban).
• A Java referencia alapú nyelv, a nem primitív adattagok kezdőértéke null.
• Ha nincs létrehozva nyakörv, a nyakorv adattag értéke null lesz. Ezt egyenlőségjellel hasonlítjuk össze, nem az equals metódussal.

Kompozíció

• Erősebb fizikai tartalmazás, ahol a részek élettartama szigorúan megegyezik az egészével. Például: hűtő-kompresszor, lakás-gerendaszerkezet.
• Az Állatkórház és a Vizsgáló között kompozíció van, mivel a Vizsgálónak önmagában nincs értelme, csak az állatkórházon belül létezik.
• A Vizsgáló és a Macska között aggregáció van, mivel a Vizsgáló tartalmazhat Macskát, de a létük nem szigorúan függ egymástól.
• Technikailag Java nyelven a szigorú tartalmazás nem teljesen kivitelezhető a memória kezelése miatt.
• Tervezéskor különbséget kell tenni az aggregáció és a kompozíció között a tartalmazás "erőssége" alapján.
• A kompozíció esetén a tartalmazott nem létezik a tartalmazója nélkül.
• A kompozíció implementációja megegyezik a hagyományos aggregációval Java nyelven, általában adattag formájában láthatjuk a kompozíciókat.

Öröklődés

• Olyan osztályok közötti kapcsolat, ahol az egyik osztály megosztja a struktúráját és/vagy viselkedését egy vagy több másik osztállyal.
• Az örökölt metódusokat felül lehet írni (override), vagy akár újakat is definiálhatunk.
• Az öröklődéssel egy egész hierarchiát készíthetünk.
• Nincs neve, multiplicitása.
• A származtatott osztály mindent örököl az őstől (attribútumokat, viselkedést, kapcsolatokat is), és kiegészítheti ezeket sajátokkal.
• A tipikus öröklődési szintek száma 3-5 körül szokott lenni.
• Többszörös öröklődés esetén egy osztály több ősosztálytól is örökölhet, de ez átláthatatlanná teheti az osztályt. Java nem támogatja a többszörös öröklődést.
• Létrejön egy új láthatóság, a protected.
• A protected láthatóságú adattagok, metódusok a gyermekosztályok számára is láthatóak, azonban a külvilág számára nem. Az UML diagramokban # jelöléssel láthatjuk.

Macska példa öröklődéssel

• A Macska osztályból leszármaztatunk egy Tigris osztályt.
• Először a Macska osztályt tisztázzuk, kettéválasztva a Macskaféléhez tartozó és a házi macska tulajdonságokat.
• A bolhakSzama tulajdonság a Macskaféle osztályban protected láthatóságú, így a leszármazott osztályokban elérhető.
• A private tulajdonságokat a leszármazott osztályokból csak getter/szetter segítségével érhetjük el.
• A Macskaféle osztálynak van egy adattagja, ami az adott fajta pontos rendszertani nevét tárolja.

Macskaféle osztály

• Minden Macskaféle a "Felidae" családba tartozik alapértelmezetten.
• Ez egy általános Macskaféle osztály, lesznek speciálisabb osztályok (Házi macskák, Tigrisek), amik esetében szeretnénk használni a már elkészült Macskafele osztályt, de szeretnénk speciálisabb működést adni neki, esetleg kiegészíteni több tulajdonsággal.
• Mivel a "Macskaféle" mint fogalom nem igazán értelmezhető, hiszen a programban majd Házi macskákat, Tigriseket szeretnénk tárolni.
• extends - ezzel a kulcsszóval érhetjük el az öröklődést, az osztály deklarációjában, az osztály neve után kell írnunk, majd az extends kulcsszó után az ősosztály nevét írjuk.
• Ha az ősosztály paraméter nélküli konstruktorát szeretnénk meghívni, akkor a super(); hívás a gyermekosztály konstruktorában elhagyható. Ha nem a default konstruktorát használjuk az ősosztálynak (vagy nincs default konstruktora), akkor viszont kötelező a super(arg1, arg2... argn); meghívása a gyerekosztály konstruktorában!
• A gyerekosztályban felüldefiniálhatjuk (override) az ősből örökölt metódusokat, speciálisabb működést adva nekik (nyavog()).
• Mivel a suly és a nev adattag privát láthatóságú, így ezekben az esetekben a getter/szetter függvényeken keresztül tudjuk elérni ezeket az adattagokat.
• A Tigris osztályban felüldefiniáljuk az örökölt nyavog metódust.
• A Tigris osztály a Macskafele osztályhoz képest nincs semmilyen speciális plusz tulajdonsága, természetesen megörököl mindent a Macskafele osztálytól.
• A Tigris osztálynak van egy saját metódusa, ami speciális a Tigris példányokra, ez pedig az erosebb metódus, ami az adott tigrisről el tudja dönteni, hogy erősebb-e, mint a paraméterben érkező tigris.
• Egy tigris akkor erősebb egy másiknál, ha nagyobb a súlya, tehát nagyobbat üvölt (nyávog).
• A KardfoguTigris osztály reprezentál egy speciális Tigris fajtát (egyébként egyúttal speciális Macskafele fajtát is).
• Az örökölt nyavog metódust itt is felüldefiniáljuk, mivel a kardfogú tigrisek még nagyobbat tudnak üvölteni, mint egy sima tigris.

Öröklődési hierarchia

• Minden Tigris (és KardfoguTigris) egyben Macskaféle is, viszont nem minden Macskaféle lesz Tigris (vagy KardfoguTigris).
• A HáziMacska osztály speciális esete a Macskaféle osztálynak, hiszen a házi macskák speciális macskafelék.
• A Macska osztály általánosítása a Macskaféle osztálynak, hiszen a macskafélék a speciális macskák (Tigris, Házi macska, stb.) általános, közös tulajdonságait, viselkedését tartalmazó őse.

Final adattagok

• Ha primitív típusú adatunk van, akkor annak az értéke nem változtatható meg a deklaráció után.
• Ha nem primitív a final adattagunk, maga az adattag értéke nem módulhat, tehát a referencia nem változhat meg.
• Maga az objektum módosulhat, például, ha van egy final változónk, ami egy Hűtőszekrényre mutat, akkor a hűtőszekrénybe pakolhatunk dolgokat be/ki, de nem "cserélhetjük le" a hűtőszekrényt.

Konstansok

• Valódi konstans létrehozása a static és final kulcsszavak együttes használatával.
• Az így létrejövő változó statikus lesz (bármely objektumpéldány esetén ugyanazt az egy konkrét adatot látjuk/módosítjuk), és a final miatt a kezdőérték nem változtatható meg.
• A konstans változók nevét általában csupa nagybetűvel szoktuk írni, szóhatárnál aláhúzást teszünk.

Annotációk

• Ha az IDE generál nekünk metódust, például toString metódust, a metódus fejléce felett láthatunk egy @Override sort.
• Ennek a gyakorlatban nincs hatása, el is hagyhatjuk, de meg is tarthatjuk, és célszerű is megtartani.
• Javaban a metódus felett lévő @ karakterrel kezdődő sorokat annotációknak hívjuk.
• Az @Override annotáció csak egy jelzés a fordító számára, hogy felüldefiniáltunk egy őstől örökölt metódust.
• Ha véletlen módosítjuk az ősosztályt (átírjuk a függvény fejlécét, amit felüldefiniálunk), de a gyerek osztályban lévő metódus fejlécét nem igazítjuk hozzá, akkor fordítási hibát kapunk, mivel override-nak jelöljük a metódust, de nem definiálunk felül semmit.

Javadoc

• A forráskódba írt kommentekből HTML alapú dokumentáció generálható.
• A kommenteket a /** */ közé írjuk, majd ezekben használhatunk különféle speciális hivatkozásokat.
• Az osztályokat, azok adattagjait, valamint a publikus metódusokat illendő dokumentációval ellátni.
• Célszerű a private, protected láthatóságú metódusokat is dokumentálni.