Teória 8: Inicializácia objektov, konštruktory¶

Proces vytvárania objektu¶

Priame vytvorenie objektu sa realizuje vždy pomocou operátora new. Ak aj máme nejakú továrenskú metódu, ktorá nám vracia nový objekt, vnútri továrenskej metódy je niekde ukryté vytvorenie objektu pomocou new. Vytváranie objektu sa skladá z dvoch častí:

Alokácia pamäti pre objekt
Inicializácia objektu

Alokáciu pamäti má na starosti JVM a nemusíme sa o to starať. Inicializácia je však niečo, čo vieme ovplyvniť.

Inicializácia objektu¶

Cieľom inicilizácie objektu je nastaviť všetky jeho atribúty na správne hodnoty. Inicializácia sa vykoná vždy pri vytváraní nového objektu pomocou operátora new. Inicializáciu môžeme previesť rôznymi spôsobmi.

Priama inicializácia atribútov¶

Priama inicializácia atribútov objektu

public class Rat {
    private int health = 100; // priama inicializácia

    public int getHealth() {
        return health;
    } 
}

// použitie
Rat potkan = new Rat();
assert potkan.getHealth() == 100 : "Mlady potkan ma mat zdravie 100";

Inicializačný blok¶

Inicializačný blok

public class Rat {
    private int health;
    private double damage;

    // inštančný inicializátor
    {
        health = 100;
        damage = 0.5;
    }

    public int getHealth() {
        return health;
    } 

    public double getDamage() {
        return damage;
    } 
}

// použitie
Rat potkan = new Rat();
assert potkan.getHealth() == 100 : "Mlady potkan ma mat zdravie 100";
assert potkan.getDamage() > 0 : "Potkan má nenulový damage";

Konštruktor¶

Ako posledný krok inicializácie sa zavolá konštruktor triedy. Konštruktor je špeciálna metóda, ktorá nemá návratový typ a má rovnaký názov ako jeho trieda.

Inicializácia pomocou konštruktora

public class Rat {
    private int health;
    private double damage;

    // konštruktor
    public Rat() {
        health = 100;
        damage = 0.5;
    }

    public int getHealth() {
        return health;
    } 

    public double getDamage() {
        return damage;
    } 
}

// použitie
Rat potkan = new Rat();
assert potkan.getHealth() == 100 : "Mlady potkan ma mat zdravie 100";
assert potkan.getDamage() > 0 : "Potkan má nenulový damage";

Konštruktor sa zavolá vždy. Konštruktorov môžeme mať viac, vyberie a zavolá sa ten, ktorý sa najlepšie hodí argumentom, ktoré boli uvedené pri volaní operátora new.

V triede nemusíme mať napísaný žiaden konštruktor. Ak v kóde triedy nie je žiaden konštruktor, Java automaticky vytvorí konštruktor bez parametrov.

Pravidlá inicializácie¶

Ak nejaký z atribútov triedy neinicializujeme, Java ho inicializuje automaticky na defaultnú hodnotu 0, false alebo null, podľa toho o aký typ atribútu ide. Inicializácia atribútu v kóde teda nie je povinná a nemusíme ju tam mať uvedenú.

Čo sa stane, ak máme v triede viacero druhov inicializácie? Pri vytváraní objektu sa postupne vykonajú všetky dostupné inicializácie v tomto poradí:

Ako prvá sa vykoná priama inicializácia atribútov
Následne sa vykonajú všetky inicializačné bloky, v poradí, v akom sú v kóde triedy napísané
Zavolá sa konštruktor a vykoná sa jeho kód. O tom, ktorý konštruktor sa zavolá rozhodujú argumenty, ktoré volajúci zadal pri volaní operátora new

Konštruktory¶

Ako sme písali, konštruktor (anglicky construcvtor) je špeciálna metóda, ktorá sa zavolá pri vytváraní objektu. Konštruktor sa dá preťažiť, teda konštruktorov môžeme mať v triede viacero. Zavolá sa vždy ten, ktorý vyhovuje argumentom zadaným pri vytváraní objektu.

Podľa typu argumentov rozdeľujeme konštruktory nasledovne:

defaultný konštruktor - nemá žiadne argumenty, volá sa tiež nulárny konštruktor (nullary constructor)
kopírovací konštruktor - má jeden argument, typu svojej triedy. Používa sa na kopírovanie objektu
parametrizovaný konštruktor - má jeden alebo viac argumentov

Ak v kóde triedy nemáme napísaný žiaden konštruktor, Java automaticky vygeneruje defaultný konštruktor.

Učím sa s pomocou umelej inteligencie

Som študent strednej školy, učím sa programovanie v Jave. Vysvetli mi konštruktory, uveď typy, použitie, príklady a na čo si pri písaní konštruktorov dávať pozor.

Preťaženie konštruktora

public class Rat {
    private int health;
    private double damage;

    // defaultný konštruktor
    public Rat() {
        health = 100;
        damage = 0.5;
    }

    // kopírovací konštruktor
    public Rat(Rat other) {
        health = other.health;
        damage = other.damage;
    }

    // parametrizovaný konštruktor
    public Rat(double damage) {
        health = 100;
        this.damage = damage;
    }

    public int getHealth() {
        return health;
    } 

    public double getDamage() {
        return damage;
    } 
}

// použitie
Rat potkan1 = new Rat();
Rat potkan2 = new Rat(2);
Rat potkan3 = new Rat(potkan2);

Modifikátory prístupu¶

Podobne ako metódy tak aj konštruktory majú svoj modifikátor prístupu. Sú prípady, kedy volanie konštruktora nechceme povoliť hocikomu a vytvoríme private konštruktor. V takom prípade sa objekt nedá vytvárať priamo cez new, ale v triede musíme mať továrenskú metódu, ktorá nám vytvorí nový objekt.

Privátny konštruktor a továrenske metódy

public class Rat {
    private int health;
    private double damage;

    // privátny konštruktor
    private Rat(double damage) {
        health = 100;
        this.damage = damage;
    }

    // továrenské metódy
    public static Rat newRat() {
        return new Rat(0.5);
    }

    public static Rat newEliteRat() {
        return new Rat(2);
    }
}

// použitie
Rat potkan1 = Rat.newRat();
Rat potkan2 = Rat.newEliteRat();

Klasickým príkladom triedy s privátnymi konštruktormi je trieda java.time.LocalDate, ktorá nemá verejné konštruktory a pri vytváraní jej objektov musíme použiť niektorú z jej továrenských metód.

Statická inicializácia¶

Podobne ako môže mať trieda statické metódy, tak môže mať aj statické atribúty triedy. Používajú sa väčšinou pre definovanie konštánt, napr. trieda Integer má statický atribút Integer.MAX_VALUE

Statické atribúty vieme inicializovať podobne ako aj klasické. Je tu však veľký rozdiel, a to ten, že statické atribúty sa inicializujú iba jeden krát a to pri prvom použití triedy. Statické atribúty vieme inicializovať dvoma spôsobmi.

Priama inicializícia statických atribútov¶

Podobne ako klasické atribúty, aj statické atribúty vieme inicializovať pri ich delkarácii.

Priama inicializácia statických atribútov triedy

public class Rat {
    // priama inicializícia statického atribútu triedy
    public static final double NORMAL_DAMAGE = 0.5;

    private int health;
    private double damage;

    public Rat() {
        health = 100;
        this.damage = NORMAL_DAMAGE;
    }
}

Statický inicializačný blok¶

Statický inicializačný blok, alebo tiež nazývaný statický inicializátor, je inicializátor začínajúci kľúčovým slovo static. Vykoná sa jeden krát pri prvom použití triedy. V statickom inicializačnom bloku nemôžeme používať atribúty objektu ani volať jeho metódy (môžeme volať iba statické)

Statický inicializačný blok

public class Rat {
    public static final double NORMAL_DAMAGE;
    public static final double ELITE_DAMAGE;

    private int health;
    private double damage;

    // Statický inicializačný blok
    static {
        NORMAL_DAMAGE = 0.5;
        ELITE_DAMAGE = 2;
    }

    public Rat() {
        health = 100;
        this.damage = NORMAL_DAMAGE;
    }
}

Zhrnutie teórie¶

Poznámky do zošita

V zošite je potrebné mať napísané aspoň tieto poznámky:

VYTVÁRANIE OBJEKTU

Objekt vytváram pomocou operátora new, ktorý vykoná:
1. Alokáciu pamäte
2. Inicializáciu objektu

Inicializácia objektu sa vykoná v tomto poradí:
1. Priama inicializácia atribútov
2. Inicializačný blok - inštančný inicializátor
3. Konštruktor, podľa toho aké argumenty má new

Ak nie je atribút inicializovaný, Java ho inicializuje automaticky na 0, null alebo false

Konštruktor je špeciálna metóda, ktorá nemá návratový typ a má rovnaký názov ako jeho trieda
Defaultný konštruktor (nulárny konštruktor) - bez argumentov
Kopírovací konštruktor - má jeden argument, typu svojej triedy
Parametrizovaný konštrutor - má jeden alebo viac argumentov
Ak v kóde triedy nemáme napísaný žiaden konštruktor, vytvorí sa automaticky defaultný konštruktor
Konštruktor má modifikátor prístupu. Ak je private, musíme mať továrenskú metódu

Statická inicializácia triedy - inicializuje statické atribúty, v tomto poradí:
1. Priama inicializácia statických atribútov
2. Statický inicializačný blok

Statická inicializácia sa vykoná jeden krát, pri prvom použití triedy.

Skúšanie a kontrola vedomostí

Na ďalšej hodine budeme kontrolovať nasledovné veci:

Zapísané poznámky z hodiny vo vašom zošite

Okruhy otázok na test:

Proces vytvárania objektu
Aké druhy inicializácie objektu poznáme
Poradie, v akom sa inicializácia vykonáva
Čo je konštruktor
Druhy konštruktorov
Statický inicializátor, aké druhy poznáme
Kedy sa vykoná inštančný inicializátor a kedy statický