Objektno programiranje

1. Objektno programiranje

2. Objekti Objekt je skupek podatkov, s katerim želimo upravljati kot s celoto. Ima Podatke Kakšno je stanje (state) objekta kaj o objektu vemo/hranimo stalni podatki / spremenljivi podatki Metode Kakšno je obnašanje (behaviour) objekta Kaj objekt "zna" Kakšne metode lahko izvajamo nad njem Vsak objekt pripada nekemu razredu. Če pripada objekt x razredu R, potem pravimo tudi da je x objekt tipa R.

3. Znani objekti Nekaj primerov objektov iz standardnih knjižnic jezika C# : Objekt tipa StreamReader predstavlja vhodni kanal. Kadar želimo brati s tipkovnice ali z datoteke, naredimo tak objekt in kličemo njegovo metodo ReadLine za branje ene vrstice. Objekt System.Console predstavlja standardni izhod. Kadar želimo kaj izpisati na zaslon, pokličemo metodo WriteLine na objektu System.Console. Objekt tipa Random predstavlja generator naključnih števil. Seveda pa so objekti uporabni predvsem zato, ker lahko programer definira nove razrede in objekte.

4. Objekti stanja: Lastnosti, podatki, komponente “znanje” Odzivanje na dogodke Združeno v celoto Podatki in metode, ki opisujejo neko stvar/objekt Žoga: Podatki: velikost, barva, položaj v prostoru, … Metode: sprememba velikosti, sprememba položaja, … Ulomek: Podatki: števec, imenovalec Metode: spremeni števec, spremeni imenovalec, seštej, obratna vrednost, lepo izpiši, ...

5. Primeri objektov • Datum • V objektih tipa datum bi npr. hranili datume • Podatki (stanje objekta) • Dan, mesec, leto • Metode (obnašanje / znanje) • Vrni mesec • Vrni število dni med dvema datumoma • Naslednji dan • Prejšnji dan • Lepo izpiši • Je leto prestopno • Dan v tednu na določen datum • ...

6. Avto • Podatki • tehnične značilnosti: • najvecjaHitrost (v km/h), • velikostRezervoarja (v litrih) • povprečnaPoraba (v litrih/100 km). • trenutno stanje avtomobila • Je avto vžgan (da/ne) • Koliko je na števcu km (npr. 234.142 km), • Trenutna hitrost (npr. 56.12 km/h) • Količina Goriva (npr. 14.325 litrov). • "Obnašanje" • Vžgi avto (spremeni stanje "vžganosti") • Ugasni avto (spremeni stanje "vžganosti") • "dej gas" (spremeni stanje hitrost) • "bremzej" • Natankaj gorivo • Povej, za koliko km še zadošča gorivo • ...

7. Primer problema • Napisati morate program, ki bo nadzoroval delovanje dvigal • Objekt Dvigalo • Podatki (stanje) objekta: • V katerem nadstropju je, • koliko oseb je v njemu • kakšna je masa teh oseb. • Delovanje dvigala ("znanje", "obnašanje") • vstop oseb v dvigalo, • izstop • premik gor ali dol

8. Primer problema • Vodimo skladišče kontejnerjev • Radi bi napisali program, ki bi znal odgovoriti na določena vprašanja • Izpis vsebine vseh polnih kontejnerjev • Koliko je povsem praznih kontejnerjev • Vsebina največjega kontejnerja • …

9. Razred Kontejner • Tabela kontejnerjev • Posamezni kontejner • Nov razred • Za vsak kontejner poznamo • Mere • Zapolnjenost (v %) • Vsebino • Kaj počnemo s posameznim kontejnerjem • Napolni z določeno vsebino • Poizvedi, koliko je zaseden • Dodaj vsebino • Izpiši vsebino • Poizvedi po merah

10. Programiranje v C# Sestavljanje razredov Opis lastnosti objektov Opis metod (“znanja” objektov) Ustvarjanje objektov in njihova uporaba "Ukazovanje" objektom, kaj naj počnejo Objekt za izpolnitev določene naloge potrebuje druge objekte in njihove metode Začetek Glavni razred (ki ima metodo Main) Izvajanje metode Main – ustvarjanje objektov, proženje dogodkov, odzivanje na dogodke, …

11. Objekti Objekt je kakršenkoli skupek podatkov, s katerimi želimo upravljati. Osnovni pristop objektnega programiranja objekt = podatki + metode za delo s podatki. Ko želimo kak podatek (objekt) obdelati, objektu (podatku) signaliziramo, kaj naj se zgodi. Pokličemo ustrezno metodo v objektu. Objekt je "črna škatla“, ki sprejema in pošilja sporočila. Jedro objekta sestavljajo njegove spremenljivke, okrog katerih se nahajajo njegove metode.

12. Princip črne škatle 92 Koliko je tvoj IQ ? • Imamo objekt obj, ki hrani podatke o neki osebi. • Zanima nas inteligenčni količnik te osebe. • obj.KolikoJeIQ() • Objekt se odzove z odgovorom • Uporabnika ne zanima, kako je objekt prišel do odgovora, le kaj ga lahko vpraša in v kakšni obliki bo dobil odgovor! • Ni važno, kako je objekt odgovoril – kako je prišel do IQ (je to podatek, ki je zapisan nekje v objektu, je to rezultat nekega preračunavanja …

13. Prednosti "črne škatle" • Če kasneje spremenimo notranjost "črne škatle" (razreda) • Spremembe v programih, ki razred uporabljajo, niso potrebne • Seveda, če je način spraševanja in odgovarjanja ostal nespremenjen • Če so metode ostale enake (imajo enaka imena, nabor parametrov in tip rezultata) • Npr.: • Šef ugotovi, da bi bilo smiselno, da v vaših programih pri datumu hranite še čas. Ampak stvari naj bi naredili tako, da obstoječi programi ne bi bili prizadeti (beri, da bi delali še naprej) • Če je razred "črna" škatla, lahko naredimo spremembe tako, da ne bo "staro" prizadeto • Pomislite samo na "običajno življenje" • Verjetno je zgradba menjalnika danes bistveno drugačna, kot je bila pred 30 leti • A kar se šoferja (starega ;-) ) tiče, se ni nič spremenilo – s to črno škatlo (menjalnikom) upravlja še vedno na enak način kot pred 30 leti • Če se bodo v C# 2013 odločili, da razred Random spemenijo (spremenijo notranjost "črne škatle"), a bomo še vedno imeli metodo Next(a, b), se za programerja ne bo nič spremenilo, čeprav bo metoda Next morda "znotraj" delala drugače!

14. Od kje razredi? Veliko vgrajenih (oziroma v standardnih knjižnicah) v C# .NET Framework C# je .NET jezik – ima dostop do vseh razredov, definiranih v knjižnicah (zbirkah razredov) okolja .NET Glej npr. http://msdn2.microsoft.com/sl-si/library/ms229335(en-us).aspx Razporejeni v imenske prostore System, System.IO … Drugi viri Naši “stari” razredi Drugi programerji Potrebujemo dostop do ustrezne datoteke (dll, exe)

15. Moj prvi razred Definicija razreda Oznaka objekta naredimo objekt ukazujemo objektu Oglejmo si naslednji program: using System; public class MojR{ private string mojNiz; public MojR(string nekNiz) { mojNiz = nekNiz; } public void Izpisi() { Console.WriteLine(mojNiz); } } public class Pozdrav { public static void Main(string[] arg) { MojR prvi; prvi = new MojR("Pozdravljen, moj prvi objekt v C#!"); prvi.Izpisi(); } }

16. Objekt in ime spremenljivke NekiObjekt a; a je naslov, kjer bo objekt (referenca na objekt) new NekiObjekt(); V pomnilniku se je naredil objekt tipa NekiObjekt() / po pravilih, ki so določena z opisom razreda NekiObjekt a = new NekiObjekt(); V pomnilniku se je naredil objekt tipa NekiObjekt() in a kaže na ta novo ustvarjeni objekt

17. Ustvarjanje objektov Razred je šablona, ki definira spremenljivke in metode skupne vsem objektom iste vrste. class Načrt objekta, šablona Primerek razreda (instanca) – konkretni objekt Ustvarimo ga z new Brez tega objekta NE MOREMO uporabiti NekiObjekt a; Objekt NE obstaja a je IME objekta natančneje a je ime spremenljivke, kjer hranimo NASLOV objekta vrste NekiObjekt

18. C#in objekti Razred (class) je opis vrste objekta (načrt, kako naj bo objekt videti) – opis ideje objekta Primerek razreda (instanca) – konkretni objekt class Neki {… new Neki(12, 89, 24, “red”, …

19. Ustvarjanje objektov Ulomek ime = new Ulomek(3, 4); Rečemo: V objektu ime je shranjen ulomek ¾; Točneje V spremenljivki ime je naslov nekega objekta tipa Ulomek, ki predstavlja ulomek ¾. Spremenljivka ime kaže na objekt tipa Ulomek, ki … Prvi ukaz je dejansko spoj dveh stavkov: deklaracija prireditev Ulomek ime; ime = new Ulomek(3, 4);

20. Ustvarjanje objektov Ulomek ime; ime = new Ulomek(3, 4); ime: ________ 2h11b11 2h11b11: ¾

21. Še en zgled Poglejmo si še en zgled. Denimo, da bi radi napisali program, ki bo prebral nek ulomek in mu prištel 1/2. "klasično" se bomo tega lotili takole

22. Povečaj ulomek "klasično" using System; namespace UlomkiKlasika { class Program { public static void Main(string[] args) { // vnos podatkov Console.Write("Števec ulomka: "); string beri = Console.ReadLine(); int stevec = int.Parse(beri); Console.Write("Imenovalec ulomka: "); beri = Console.ReadLine(); int imenovalec = int.Parse(beri); // "delo" stevec = stevec + 1; imenovalec = imenovalec + 2; // izpis Console.WriteLine("Nov ulomek je: " + stevec + " / " + imenovalec); Console.Write("Press any key to continue . . . "); Console.ReadKey(true); } } }

23. Povečaj ulomek - objektno • Razred Ulomek • Hrani podatke o svojem števcu in imenovalcu • "se zna" povečati za drug ulomek • Vsebuje metodo, ki ta ulomek poveča za drug ulomek

24. "Objektni" program

25. Ulomki - objektno using System; namespace UlomkiObjektno { class Ulomek { public int stevec; public int imenovalec; public Ulomek(int st, int im) { this.stevec = st; this.imenovalec = im; } public void Pristej(Ulomek a) { this.stevec = this.stevec + a.stevec; this.imenovalec = this.imenovalec + a.imenovalec; } } class Program { public static void Main(string[] args) { // vnos podatkov

26. Ulomki - objektno Naredimo ulomek "Ukazujemo " ulomku Console.Write("Števec ulomka: "); string beri = Console.ReadLine(); int stevec = int.Parse(beri); Console.Write("Imenovalec ulomka: "); beri = Console.ReadLine(); int imenovalec = int.Parse(beri); Ulomek moj = new Ulomek(stevec, imenovalec); // "delo" Ulomek polovica = new Ulomek(1, 2); moj.Pristej(polovica); // izpis Console.WriteLine("Nov ulomek je: " + moj.stevec + " / " + moj.imenovalec);

27. Primerjava "klasično" // "delo" stevec = stevec + 1; imenovalec = imenovalec + 2; objektno Ulomek polovica = new Ulomek(1, 2); moj.Pristej(polovica); Bolje? Pregledneje? Krajše?

28. Ulomek • Ampak – ulomke smo seštevali narobe, po "Janezkovo"! • Saj veste ... Inšpektor reče ... Saj se ulomki ne seštevajo tako, da se posebej seštejeta števec in imenovalec ... Učitelj Janezek pa ... Saj vem, ampak tako si lažje zapomnijo ... • Napisali pa smo že nekaj 10 programov z "janezkovim seštevanjem" • Klasično: preko kode vseh 10 programov in "iščemo", kje smo pravzaprav seštevali • Objektno: le spremenimo metodo Pristej v razredu Ulomek, nato pa • Nič, to je vse ...

29. Objektno programiranje Problem Z analizo ugotovimo, kakšne objekte potrebujemo za reševanje Pregledamo, ali že imamo na voljo ustrezne razrede Standardna knjižnica Druge knjižnice Naši stari razredi Sestavimo ustrezne manjkajoče razrede Sestavimo “glavni” program, kjer s pomočjo objektov rešimo problem