Pokročílí 9: Triedy a metódy¶

Dnešné cvičenie je venované triedam a objektom v Pythone. Python podporuje paradigmy objektovo orientovaného programovania, a umožňuje nám navrhnúť logiku programu pomocou tried a objektov.

Trieda¶

Trieda sa v Pythone definuje kľúčovým slovom class. Pre názvy tried sa používa konvencia CamelCase, teda začínajú sa veľkým písmenom.

Definícia triedy v Pythone

class Obdlznik:
    pass

Do vnútra triedy píšeme jej atribúty a metódy.

Konštruktor `init`¶

Konštruktor triedy má názov __init__ a jeho prvý argument je referencia na vytváraný objekt. Je to podobné ako this v Jave, ale v Pythone sa to dáva ako prvý argument a jeho názov zvykne byť self.

Trieda s konštruktorom

class Obdlznik:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

maly_obdlznik = Obdlznik(2, 3)

Novú inštanciu triedy (nový objekt) vytvoríme volaním triedy ako metódy.

Inštančné metódy a atribúty¶

Klasické inštančné atribúty vytvoríme jednoducho tak, že im priradíme hodnotu. Na rozdiel od Javy nie je potrebná ich deklarácia vopred.

Inštančné metódy vytvoríme ako funkcie vnútri triedy, pričom prvý argument musí byť referencia na aktuálny objekt, podobne ako pri konštruktore.

Inštančné metódy a atribúty

class Obdlznik:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def obvod(self):
        return 2 * (self.x + self.y)


maly_obdlznik = Obdlznik(2, 3)

print(f"Obvod obdlznika: {maly_obdlznik.obvod()}")

Dunder inštančná metóda `str`¶

V Pythone majú triedy veľké množstvo špeciálnych inštančných metód, ktoré upravujú chovanie triedy resp. jej objektov. Jednou z týchto metód je __str__, ktorá slúži na user-friendy (užívateľsky prívetivý) výpis objektu vo forme reťazca. Nasledujúci príklad demonštruje jej definíciu a použitie.

Dunder inštančná metóda __str__

class Obdlznik:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def obvod(self):
        return 2 * (self.x + self.y)

    def __str__(self):
        return f"{self.x}x{self.y}"


maly_obdlznik = Obdlznik(2, 3)

print(f"Obvod obdlznika {maly_obdlznik}: {maly_obdlznik.obvod()}")

Triedne atribúty a metódy¶

Inštančné atribúty sú jedinečné pre každý objekt. Podobne ako v Jave, trieda môže obsahovať aj atribúty, ktoré patria triede a sú zdieľané všetkými objektami danej triedy. Takého atribúty sa v Pythone nazývajú triedne atribúty (anglicky class attributes).

Python poskytuje taktiež možnosť definovať aj triedne metódy, čo sú metódy, ktoré majú prístup k triede ale nie ku konkrétnemu objektu. Tieto metódy začínajú anotáciou @classmethod a ako prvý argument majú referenciu na triedu, ktorá sa zvykne volať cls.

Triedne metódy sa používajú napr. na tvorbu továrenských metód. K triednym atribútom a metódam sa dá pristupovať cez názov triedy ale aj cez názov objektu.

Triedne atribúty a metódy

class Teplomer:
    jednotka = "C"

    def __init__(self, teplota):
        self.teplota = teplota

    @classmethod
    def zmen_jednotku(cls, nova):
        cls.jednotka = nova

moj_teplomer = Teplomer(37)
print(Teplomer.jednotka)
print(moj_teplomer.jednotka)

Statické metódy¶

Python podporuje aj tzv. statické metódy, čo sú funkcie definované v triede, ktoré nemajú žiaden prístup ani k objektu ani ku triede. Pri ich definícii sa používa anotácia @staticmethod. Používajú sa na rôzne utilitky.

Názov statická metóda je síce podobný statickej metóde v Jave, avšak statické metódy a atribúty v Jave sa v Pythone volajú triedne metódy a atribúty.

Statické metódy v Pythone

class Matematika:
    @staticmethod
    def sucet(a, b):
        return a + b

    @staticmethod
    def mocnina(x):
        return x * x

Úlohy na hodine¶

Úloha 9.1: Trieda BankovyUcet

Do samostatného modulu vytvorte triedu BankovyUcet, ktorá bude mať atribúty majitel, zostatok a statické atribúty poplatok a urok.

Poplatok nastavte na sumu 5.0 a úrok na 0.01.

Vytvorte konštruktor, ktorý bude prijímať argumenty majitel a zostatok.

Vytvorte dunder metódu __str__.

Vo funkcii main v moduli main vytvorte inštancie tejto triedy a vypíšte ich do konzoly.

Úloha 9.2: Vklady a výbery

Do triedy BankovyUcet pridajte inštančné metódy vklad a vyber, ktoré budu mať ako argument sumu peňazí. Kód vhodne ošetrite voči rôznym prípadom, napr. negatívne sumy, nedostatok prostriedkov na účte atď.

Vytvorte vhodné príklady použitia týchto metód

Úloha 9.3: Úroky a poplatky

Do triedy BankovyUcet pridajte inštančné metódy pripocitaj_urok a odpocitaj_poplatok a naimplementujte ich.

Úloha 9.4: Trieda Banka

Do samostatného modulu vytvorte triedu Banka, ktorá bude mať inštančné atribúty nazov a ucty. Konštruktor triedy prijíma iba názov banky.

Vytvorte inštančné metódy otvor_ucet, najdi_ucet a vypis_vsetky_ucty.

Vytvorte dunder metódu __str__ ktorá vypíše názov banky a počet účtov.

Úloha 9.5: Uzávierka

V triede Banka vytvorte metódu mesacna_uzavierka, ktorá pre každý účet vykoná pripočítanie úroku a odpočítanie poplatku.

Vytvorte vhodné príklady použitia triedy Banka

Úlohy na precvičenie¶

Úloha 9.6: Imanie

V triede Banka sledujte imanie banky. Upravte konštruktor tak, aby prijímal počiatočné imanie. Pri mesačnej uzávierke pripočítajte poplatky do imania a odpočítajte z neho úroky vyplatené účtom.

Úloha 9.7: História tranzakcií

Pre každý účet zapisujte históriu všetkých tranzakcií do inštančného atribútu historia, ktorý bude zoznam reťazcov.

Vytvorte metódu zobraz_historiu. Do histórie ukladajte aj neúspešné pokusy o výber z účtu, poplatky aj úrok

Úloha 9.8: Reporty

V trieda Banka vytvorte metódy na zistenie a výpis celkového počtu účtov, celkového majetku, ktorý spravuje banka a maximálnej sumy na účte.

Úloha 9.9: Povolené prečerpanie

Pre účty implementujte povolené prečerpanie. Vytvorte atribút povolene_precerpanie, ktora signalizuje, či má daný účet povolené prečerpanie a tiež atribút limit_precerpania, ktorý definuje max limit prečerpania. Upravte existujúce metódy tak, aby vedeli pracovať s prečerpaním. V triede Banka vytvorte metódy na aktiváciu a nastavenie prečerpania.

Úloha 9.10: Dátumy tranzakcií

Do histórie si ukladajte čas tranzakcií.

Vytvorte metódu na výpis tranzakcií z daného časového obdobia.

Zhrnutie cvičenia¶

Poznámky do zošita

V zošite je potrebné mať napísané aspoň tieto poznámky:

Triedy - class
- Konštruktor pomocou metódy __init__, prvý argument je self
- Inštancie sa vytváraju volaním triedy ako funkcia

Inštančné metódy a atribúty
- Atribúty nie je potrebné deklarovať vopred
- Metódy majú prvý argument `self`

Triedne metódy a atribúty
- Triedne metódy majú anotáciu @classmethod a metódy majú prvý argument cls

Statické metódy
- Majú anotáciu @staticmethod a nemajú žiaden prístup k triede alebo objektu

Dunder metódy
- __str__ - user friendly výpis triedy do reťazca

Skúšanie a kontrola vedomostí

Okruhy otázok na test:

Ako sa vytvára trieda
Konštruktor __init__
Inštančné metódy a atribúty, self
Triedne metódy a atribúty, cls
Statické metódy
Dunder inštančná metódy __str__