Teória 7: Metódy¶

V dnešnej časti si vysvetlíme, aké máme v Jave rôzne druhy metód.

Základná syntax metódy¶

Metóda je funkcia, ktorá patrí určitej triede. Môže prijímať vstupy (argumenty), môže vrátiť výsledok (return value), a môže byť volaná z iných častí programu. Spolu s triedami sú metódy základom modularity a znovupoužiteľnosti kódu.

Metóda sa vždy píše vnútri konkrétnej triedy a má nasledovnú syntax:

Syntax metódyPríklad metódy

<modifikátor> <návratovýTyp> <nazovMetody>(<argumenty>) <throws> {
    // telo metódy
    return value; // ak metóda nie je void
}

public int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

Statické metódy¶

Statické metódy na volanie nepotrebujú konkrétny objekt. Statické metódy patria triede v ktorej sú definované a vedia pristupovať iba k statickým atribútom triedy. Typickým príkladom statickej metódy je vstupný bod programu public static void main(String[] args).

Statické metódy sa volajú cez názov triedy, napríklad Arrays.sort(). Ak statickú metódu voláme vnútri tej istej triedy, stačí uviesť jej názov.

Hlavné využitie statických metód sú pomocné funkcionality (utilitky), factory metódy (továrenské metódy) a vstupný bod programu (main).

Príklady statických metód:

Math.random()
Math.max()
Arrays.fill()
Integer.toString()
Objects.requireNonNull()

Trieda so statickými metódami

public class Vypocty {

    public static int sucetInt(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public static double priemer(double... cisla) {
        double suma = 0;
        for (double n : cisla) suma += n;
        return suma / cisla.length;
    }

    public static int faktorial(int n) {
        if (n <= 1)
            return 1;
        return n * faktorial(n - 1);
    }

    public static void main(String[] args) {
        int n = 10;
        System.out.print("Faktorial cisla %d je %d", n, faktorial(n));
    }

}

Inštančné metódy¶

Najbežnejšie metódy v Jave sú inštančné. Inštančné metódy už pracujú s objektom, preto ho musíme pri volaní metódy uviesť. Tieto metódy majú prístup k všetkým atribútom svojej triedy.

Trieda s inštančnými metódami

public class Obdlznik {
    private int a;
    private int b;

    // konštruktor
    public Obdlznik(int a, int b) {
        this.a = a;
        this.b = b;
    }

    // inštančná metóda
    public int obvod() {
        return 2 * (this.a + this.b);
    }

    // inštančná metóda
    public String toString() {
        return String.format("%dx%d", a, b);
    }

    // inštančná metóda
    public boolean equals(Obdlznik other) {
        return this.a == other.a && this.b == other.b;
    }
}

Každá inštančná metóda má v sebe definovanú špeciálnu premennú this, pomocou ktorej vieme pristupovať k objektu, nad ktorým bola daná metóda zavolaná.

Spôsob volania inštančných metód

Obdlznik obd = new Obdlznik(10, 15);
System.out.printf("Obdod obdlznika %s je %d", obd, obd.obvod());

Špeciálne inštančné metódy¶

Existuje niekoľko metód, ktoré majú v Jave špecíálny význam a môžete ich vo svojej triede vytvoriť. V predchádzajúcom príklade sme uviedli 2 z nich, metódy toString() a equals().

Metóda toString() sa zavolá vždy, keď potrebujeme objekt previesť na reťazec, napríklad pri vypísaní objektu na obrazovku.

// zavolá sa obd.toString() a výsledok sa vypíše
System.out.printf("Obdlznik %s", obd);

Druhá metóda, equals() slúži na porovnanie dvoch objektov podľa hodnoty. Ako sme si už pár krát hovorili, objekty sa neporovnávajú pomocou ==, pretože by sme porovnali ich identitu. Porovnanie podľa hodnôt si musíme naprogramovať sami, pretože každá trieda má svoju vlastnú predstavu o tom, čo je jej hodnota.

V prípade našej triedy Obdlznik by sme mohli povedať, že dve obdĺžniky sú rovnaké, ak sú rovnaké dĺžky ich strán. Podľa toho teda naimplementujeme aj metódu equals()

public boolean equals(Obdlznik other) {
    return this.a == other.a && this.b == other.b;
}

Túto metódy potom vieme použit v porovnávaní objektov nasledovne:

Obdlznik obd1 = new Obdlznik(10, 15);
Obdlznik obd2 = new Obdlznik(10, 15);
Obdlznik obd3 = new Obdlznik(20, 5);

if(obd1.equals(obd2)) {
    System.out.println("Obdĺžniky obd1 a obd2 sú rovnaké.");
}
if(obd2.equals(obd3)) {
    // tento kód sa nevykoná
    System.out.println("Obdĺžniky obd2 a obd3 sú rovnaké.");
}

Preťaženie metód¶

V Jave môžeme mať viacero metód s rovnakým menom. Musia sa však líšiť v type alebo počte argumentov. Týmto spôsobom vieme volať rôzne verzie metód podľa toho, koľko alebo aké argumenty v metóde zašleme. Takáto definícia viacerých metód v rovnakým názvom sa nazýva preťaženie, anglicky overloading

Preťažené metódy sa musia vzájomne líšiť počtom argumentov alebo typmi argumentov. Na návratový typ sa neprihliada, teda ak má preťažená metóda iba iný návratový typ, je to chyba a program sa neskompiluje.

Príklad preťaženia statických metód

class Kalukacka {
    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public static double add(double a, double b) {
        return a + b;
    }

    public static int add(int a, int b, int c) {
        return a + b + c;
    }
}

Getter a Setter metódy¶

Pri návrhu tried je v drvivej väčšine prípadov zlým dizajnom, ak atribúty triedy sprístupníme hocikomu, teda ak im dáme modifikátor public. Takmer stále je najlepšie mať všetky atribúty súkromné, teda dať im modifikátor private.

Počiatočné hodnoty atribútov triedy sa nastavujú v konštruktori (viac o konštruktoroch nabudúce). Ak však máme existujúci objekt a chceme zistiť hodnotu niektorého z jeho atribútov, priamo to nepôjde a musíme v takom objekte vytvoriť inštančné metódy, ktoré vrátia hodnoty atribútov. Takýmto metódam sa hovorí getter metódy, pretože sa ich názov začína slovkom get.

Podobne aj v prípade, ak chceme dovoliť, aby sa dali niektoré z atribútov meniť, je potrebné vytvoriť na to určené metódy. Tie sa zvyknú volať setter metódy, pretože ich názov začína slovom set.

Príklad getter a setter metód

public class Obdlznik {
    private int a;
    private int b;

    // konštruktor
    public Obdlznik(int a, int b) {
        this.a = a;
        this.b = b;
    }

    // getter metóda
    public int getA() {
        return a;
    }

    // getter metóda
    public int getB() {
        return b;
    }

    // setter metóda
    public void setA(int a) {
        if (a <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Hodnota musí byť kladná");
        }
        this.a = a;
    }

    // setter metóda
    public void setB(int b) {
        if (b <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Hodnota musí byť kladná");
        }
        this.b = b;
    }
}

Pomocou getter a setter metód oddelíme vnútornú implementáciu triedy (aké atribúty sme použili) od spôsobu, aké operácie povolíme nad objektom vytvárať. V getter a setter metódach môžeme mať dodatočnú logiku, napríklad konverzie hodnôt alebo kontroly argumentov. Tým vieme zaručiť lepšiu konzistenciu stavu objektu. Ak by sme zverejnili atribúty pre všetkých, nemáme kontrolu nad tým, aké zmeny tam iný môžu urobiť.

Takéto skrývanie stavu vo vnútri triedy sa v programovaní volá enkapsulácia. Detailne sa jej budeme venovať na inej hodine.

Továrenské metódy¶

Niekedy je vhodné dať užívateľovi našej triedy možnosť vytvoriť objekty triedy aj pomocou statických metód. Statické metódy, ktoré vracajú inštanciu svojej triedy sa volajú továrenské metódy, anglicky factory methods.

Továrenské metódy oddeľujú proces vytvárania objektov od kódu, ktorý ich používa.

Továrenské metódy nemusia vždy vytvoriť objekt pomocou operátora new, niekedy vrátia už existujúci predpripravený objekt, alebo iným spôsobom získaju inštanciu triedy. Továrenské metódy s používajú kvôli väčšej flexibilite, efektivite a lepším možnostiam riadiť priebeh tvorby objektu.

Príklady továrenských metód v knižniciach Java:

LocalDate.now() vytvorí nový objekt s aktuálnym dátumom
URI.create() vytvorí URI identifikátor
Integer.valueOf() vytvorí číslo z reťazca znakov

Názvy továrenských metód zvyknú byť getInstance, newInstance, from, valueOf, create, copyOf a podobne.

Príklad továrenskej metódy

public class Obdlznik {
    private int a;
    private int b;

    // konštruktor
    public Obdlznik(int a, int b) {
        this.a = a;
        this.b = b;
    }

    // továrenská metóda
    public static Obdlznik createNaSirku(int a, int b) {
        if (a > b) 
            new Obdlznik(a, b); 
        else
            new Obdlznik(b, a); 
    }
}

Metódy v knižniciach Java API¶

Uvedieme si zopár príkladov metód z knižníc Java API

java.net.URL, trieda pre reprezentáciu URL odkazov, obsahujúca množstvo getter metód
java.lang.String obsahuje množstvo továrenských metód
java.util.Arrays obsahuje statické metódy, utility pre prácu s poliami
java.time.LocalDate obsahuje getter aj továrenské metódy

Zhrnutie teórie¶

Poznámky do zošita

V zošite je potrebné mať napísané aspoň tieto poznámky:

METÓDY

Statické metódy
- Nepatria objektu ale triede ako takej
- Volajú sa cez názov triedy, napríklad Arrays.sort()
- Využitie: utilitky, factory metódy a vstupný bod programu

Inštančné metódy
- pracujú s objektom, volanie obj.metoda()
- majú prístup k všetkým atribútom svojej triedy
- majú v sebe definovanú špeciálnu premennú this, pomocou ktorej pristupujeme k objektu

Špeciálne inštančné metódy toString() a equals()

Preťaženie metód
- Môžeme mať viacero metód s rovnakým menom
- Preťažené metódy sa musia vzájomne líšiť počtom argumentov alebo typmi argumentov
- Definícia viacerých metód v rovnakým názvom sa nazýva preťaženie, anglicky overloading
- Na návratový typ sa neprihliada

Getter metódy slúžia na zistenie hodnoty nejakého atribútu v objekte
Setter metódy slúžia na zmenu hodnoty v objekte

Továrenské metódy - factory methods
Sú to statické metódy, ktoré vracajú inštanciu svojej triedy
Továrenské metódy oddeľujú proces vytvárania objektov od kódu, ktorý ich používa

Skúšanie a kontrola vedomostí

Na ďalšej hodine budeme kontrolovať nasledovné veci:

Zapísané poznámky z hodiny vo vašom zošite

Okruhy otázok na test:

Rozdiel medzi statickými a inštančnými metódami
Ako voláme statické a ako voláme inštančné metódy
Na čo slúži špeciálna premenná this
Na čo máme Getter a Setter metódy
Čo je preťaženie metód, aké sú podmienky pre preťažené metódy
Čo sú továrenské metódy a na čo sa používajú