תכנות מתקדם ב-Java/אובייקטים: הבדלים בין גרסאות בדף

תוכן שנמחק תוכן שנוסף

בשורה

גרסה מ־00:00, 5 בדצמבר 2007

אובייקטים או עצמים, הם אבני היסוד של התכנות מונחה העצמים.

הקדמה - תכנות מונחה עצמים

תכנות מונחה עצמים - תפיסה בתחום התכנות, לפיה התוכנה מורכבת מאוסף של עצמים שונים. כל עצם הוא בעל תכונות ואפיונים משלו, ומכלול העצמים יוצר את התוכנה המוגמרת. תכנות מונחה עצמים מסייע לבניית קוד מודולרי, פשוט לשינוי, קל לשליטה (באופן יחסי) גם בתוכניות גדולות, ורב שימושי - קטע קוד אחד יכול להשתלב בתוכניות רבות.

דוגמה - מכולת

ניקח דוגמה פשוטה: נניח שאנו רוצים לבנות תוכנה לניהול מלאי של חנות מכולת. הדרישות הן פשוטות: אפשר ליצור סוגי מוצרים חדשים, ולשנות את המחיר של מוצרים חדשים. אפשר להוסיף ולהחסיר מהמלאי, ואפשר גם לחשב את ערך כל המוצרים במלאי ולהדפיס רשימת מלאי. כיצד נממש זאת בעזרת אובייקטים? נשתמש בשני סוגי אובייקטים:

אובייקט מטיפוס "מוצר", שיכיל נתונים לגבי המוצר: שם, מחיר, תיאור, כמות, ותאריך תפוגה. אובייקט מטיפוס מוצר יתמוך בכמה פעולות: יצירה של מוצר, עדכון של מחיר המוצר, והדפסה של פרטי המוצר.
אובייקט מטיפוס "מלאי", שיכיל אוסף של מוצרים. אובייקט מטיפוס מלאי יתמוך בפעולות משלו: הכנסה של סוג מוצר למלאי, הוספת והחסרת מוצרים מהמלאי, חישוב של כלל ערך המוצרים והדפסת רשימת מלאי.

קל לראות שקיימים קשרים בין האובייקטים: בעת הדפסת רשימת מלאי, למשל, פונה אובייקט המלאי לפונקציית ההדפסה של כל מוצר במלאי. בעת חישוב סך ערך המלאי ישתמש אובייקט המלאי, כחלק מהחישוב, בנתוני המחיר והכמות שמכיל כל מוצר.

מבנה

כל טיפוס של אובייקט נקרא "מחלקה" (Class). מחלקה מכילה בנאים (והורסים), מתודות/שיטות (Methods) ומשתנים פנימיים. בדוגמה שלנו, קיימות שתי מחלקות: מלאי, ומוצר. המלאי מכיל את השיטות "חשב ערך כולל", "הדפס מלאי", "הוסף מוצר למלאי", וכן הלאה. הוא מכיל את הנתונים לגבי המוצרים: מערך מטיפוס "מוצר". המוצר יכיל כמה שיטות משלו: "הדפס מוצר", "צור מוצר חדש", וכדומה. הוא יכיל משתנים פנימיים: משתנה שיכיל בתוכו את מחיר המוצר, משתנה שיכיל את שם המוצר, וכן הלאה.

בנאים

בנאי (Constructor), כשמו, הוא כלי באמצעותו יוצרים אובייקט. לכל אובייקט קיים בנאי, ולפעמים גם כמה סוגים של בנאים. חוץ מיצירת האובייקט, הבנאי יכול להכיל פעולות כאוות נפשו של המתכנת. הערה: בניגוד לשפות (כמו C++), בהן קיים צורך להשמיד (Destruct) כל אובייקט לאחר השימוש בו כדי לפנות את הזיכרון בו נעשה שימוש, בג'אווה אין צורך בכך - כלי בשם Garbage Collector (אוסף האשפה) אחראי על פינוי הזיכרון, ומסיר בכך את הנטל מעל כתפי המתכנתים.

משתנים פנימיים

משתנים פנימיים הם המשתנים אותם מכיל האובייקט בתוכו. הם יכולים להיות מכל סוג שהוא - משתנים פשוטים כמו int או String, מערכים, או אף אובייקטים אחרים.

שיטות

החלק העיקרי ברוב האובייקטים הוא השיטות אותן הוא כולל בתוכו. מחוץ לפרמטרים הרגילים, השיטות (למעט הסטטיות) נקראות ומתבצעות על האובייקט עצמו.

איך זה נראה בג'אווה

בג'אווה, כל קובץ הוא מחלקה. שם הקובץ חייב להיות כשם המחלקה הנמצאת בו, לכם יש מתאם בין שם הקובץ לשם המחלקה. כל מחלקה כזאת מכילה את המרכיבים שנזכרו לעיל. כל מחלקה מכילה בנאי. במחלקה בה לא כתב המתכנת בנאי - מוסיף המהדר, בצורה אוטומטית, בנאי ריק, שלא מקבל פרמטרים כלשהם. פרט לכך, מחלקה יכולה להיות ריקה: אין הכרח שיהיו בה משתנים פנימיים או שיטות.

בנאי

הבנאי הוא שיטה ששמה כשם המחלקה, ושאינה מחזירה ערך משום סוג. אם נניח ששם המחלקה הוא MyClass, הבנאי יראה כך:

public MyClass() {
	// Some code
}

בנאי יכול לקבל ערך, או ערכים רבים, מכל סוג, בצורה הבאה:

public MyClass(int x, float y) {
	// Some code
}

הקריאה לבנאי מתבצעת בעזרת המילה השמורה new, בצורה הבאה: MyClass obj = new MyClass(); או, אם הבנאי מקבל ערכים, למשל - בנאי שמקבל int ו-float: MyClass obj = new MyClass(1, 2.3); מרבית הקוראים בוודאי יתמהו: מדוע להכריז בצורה כזו על האובייקט? מדוע שלא להכריז על אובייקט כמו שמכריזים על משתנה פשוט - MyClass obj;? למען האמת, מורכבת ההכרזה שהצגנו כאן משני חלקים. החלק הראשון, הימני - MyClass obj מקצה מקום בזיכרון עבור אובייקט מטיפוס MyClass. המחשב מקצה את המקום הדרוש, אך לא יוצר בו אובייקט. החלק השני, השמאלי, בו אנו פונים לבנאי, הוא החלק שיוצר את האובייקט, במקום שכבר הוקצה עבורו בזיכרון. כשתלמדו כמה צדדים מתוחכמים יותר של התכנות מונחה העצמים תוכלו להבין טוב יותר מדוע קיימת ההפרדה הזו.

@@ שורה 2: / שורה 2: @@
 ===הקדמה - תכנות מונחה עצמים===
-תכנות מונחה עצמים - תפיסה בתחום התכנות, לפיה התוכנה מורכבת מאוסף של עצמים שונים. כל עצם הוא בעל תכונות ואפיונים משלו, ומכלול העצמים יוצר את התוכנה המוגמרת.
+[[w:he:תכנות מונחה עצמים|תכנות מונחה עצמים]] - תפיסה בתחום התכנות, לפיה התוכנה מורכבת מאוסף של עצמים שונים. כל עצם הוא בעל תכונות ואפיונים משלו, ומכלול העצמים יוצר את התוכנה המוגמרת. תכנות מונחה עצמים מסייע לבניית קוד מודולרי, פשוט לשינוי, קל לשליטה (באופן יחסי) גם בתוכניות גדולות, ורב שימושי - קטע קוד אחד יכול להשתלב בתוכניות רבות.
 ====דוגמה - מכולת====
 ניקח דוגמה פשוטה: נניח שאנו רוצים לבנות תוכנה לניהול מלאי של חנות מכולת. הדרישות הן פשוטות: אפשר ליצור סוגי מוצרים חדשים, ולשנות את המחיר של מוצרים חדשים. אפשר להוסיף ולהחסיר מהמלאי, ואפשר גם לחשב את ערך כל המוצרים במלאי ולהדפיס רשימת מלאי. כיצד נממש זאת בעזרת אובייקטים?
+נשתמש בשני סוגי אובייקטים:
-נשתמש בשני סוגי אובייקטים: אובייקט מטיפוס "'''מוצר'''", שיכיל נתונים לגבי המוצר: שם, מחיר, תיאור, כמות, ותאריך תפוגה, ואובייקט מטיפוס "'''מלאי'''", שיכיל אוסף של מוצרים.
-אובייקט מטיפוס מוצר יתמוך בכמה פעולות: יצירה של מוצר, עדכון של מחיר המוצר, והדפסה של פרטי המוצר. אובייקט מטיפוס מלאי יתמוך בפעולות אחרות: הכנסה של סוג מוצר למלאי, הוספת והחסרת מוצרים מהמלאי, חישוב של כלל ערך המוצרים והדפסת רשימת מלאי.
+* אובייקט מטיפוס "'''מוצר'''", שיכיל נתונים לגבי המוצר: שם, מחיר, תיאור, כמות, ותאריך תפוגה. אובייקט מטיפוס מוצר יתמוך בכמה פעולות: יצירה של מוצר, עדכון של מחיר המוצר, והדפסה של פרטי המוצר.
+* אובייקט מטיפוס "'''מלאי'''", שיכיל אוסף של מוצרים. אובייקט מטיפוס מלאי יתמוך בפעולות משלו: הכנסה של סוג מוצר למלאי, הוספת והחסרת מוצרים מהמלאי, חישוב של כלל ערך המוצרים והדפסת רשימת מלאי.
 קל לראות שקיימים קשרים בין האובייקטים: בעת הדפסת רשימת מלאי, למשל, פונה אובייקט המלאי לפונקציית ההדפסה של כל מוצר במלאי. בעת חישוב סך ערך המלאי ישתמש אובייקט המלאי, כחלק מהחישוב, בנתוני המחיר והכמות שמכיל כל מוצר.
-====מבנה====
+===מבנה===
-כל טיפוס של אובייקט נקרא "מחלקה" (Class). מחלקה מכילה מתודות/שיטות (Methods) ומשתנים פנימיים. בדוגמה שלנו, קיימות שתי מחלקות: מלאי, ומוצר. המלאי מכיל את השיטות "חשב ערך כולל", "הדפס מלאי", "הוסף מוצר למלאי", וכן הלאה. הוא מכיל את הנתונים לגבי המוצרים: מערך מטיפוס "מוצר". המוצר יכיל כמה שיטות משלו: "הדפס מוצר", "צור מוצר חדש", וכדומה. הוא יכיל משתנים פנימיים: משתנה שיכיל בתוכו את מחיר המוצר, משתנה שיכיל את שם המוצר, וכן הלאה.
+כל טיפוס של אובייקט נקרא "מחלקה" (Class). מחלקה מכילה בנאים (והורסים), מתודות/שיטות (Methods) ומשתנים פנימיים. בדוגמה שלנו, קיימות שתי מחלקות: מלאי, ומוצר. המלאי מכיל את השיטות "חשב ערך כולל", "הדפס מלאי", "הוסף מוצר למלאי", וכן הלאה. הוא מכיל את הנתונים לגבי המוצרים: מערך מטיפוס "מוצר". המוצר יכיל כמה שיטות משלו: "הדפס מוצר", "צור מוצר חדש", וכדומה. הוא יכיל משתנים פנימיים: משתנה שיכיל בתוכו את מחיר המוצר, משתנה שיכיל את שם המוצר, וכן הלאה.
+====בנאים====
+בנאי (Constructor), כשמו, הוא כלי באמצעותו יוצרים אובייקט. לכל אובייקט קיים בנאי, ולפעמים גם כמה סוגים של בנאים. חוץ מיצירת האובייקט, הבנאי יכול להכיל פעולות כאוות נפשו של המתכנת. הערה: בניגוד לשפות (כמו C++), בהן קיים צורך להשמיד (Destruct) כל אובייקט לאחר השימוש בו כדי לפנות את הזיכרון בו נעשה שימוש, בג'אווה אין צורך בכך - כלי בשם Garbage Collector (אוסף האשפה) אחראי על פינוי הזיכרון, ומסיר בכך את הנטל מעל כתפי המתכנתים.
+====משתנים פנימיים====
+משתנים פנימיים הם המשתנים אותם מכיל האובייקט בתוכו. הם יכולים להיות מכל סוג שהוא - משתנים פשוטים כמו int או String, מערכים, או אף אובייקטים אחרים.
+====שיטות====
+החלק העיקרי ברוב האובייקטים הוא השיטות אותן הוא כולל בתוכו. מחוץ לפרמטרים הרגילים, השיטות (למעט הסטטיות) נקראות ומתבצעות על האובייקט עצמו.
+===איך זה נראה בג'אווה===
+בג'אווה, כל קובץ הוא מחלקה. שם הקובץ חייב להיות כשם המחלקה הנמצאת בו, לכם יש מתאם בין שם הקובץ לשם המחלקה. כל מחלקה כזאת מכילה את המרכיבים שנזכרו לעיל. כל מחלקה מכילה בנאי. במחלקה בה לא כתב המתכנת בנאי - מוסיף המהדר, בצורה אוטומטית, בנאי ריק, שלא מקבל פרמטרים כלשהם. פרט לכך, מחלקה יכולה להיות ריקה: אין הכרח שיהיו בה משתנים פנימיים או שיטות.
+====בנאי====
+הבנאי הוא שיטה ששמה כשם המחלקה, ושאינה מחזירה ערך משום סוג. אם נניח ששם המחלקה הוא MyClass, הבנאי יראה כך:
+<div style="text-align:left; direction:ltr;"><pre>
+public MyClass() {
+	// Some code
+}
+</pre></div>
+בנאי יכול לקבל ערך, או ערכים רבים, מכל סוג, בצורה הבאה:
+<div style="text-align:left; direction:ltr;"><pre>
+public MyClass(int x, float y) {
+	// Some code
+}
+</pre></div>
+הקריאה לבנאי מתבצעת בעזרת המילה השמורה '''new''', בצורה הבאה:
+{{קוד|<nowiki>MyClass obj = new MyClass();</nowiki>}}
+או, אם הבנאי מקבל ערכים, למשל - בנאי שמקבל int ו-float:
+{{קוד|<nowiki>MyClass obj = new MyClass(1, 2.3);</nowiki>}}
+מרבית הקוראים בוודאי יתמהו: מדוע להכריז בצורה כזו על האובייקט? מדוע שלא להכריז על אובייקט כמו שמכריזים על משתנה פשוט - {{קוד בשורה|MyClass obj;}}?
+למען האמת, מורכבת ההכרזה שהצגנו כאן משני חלקים. החלק הראשון, הימני - {{קוד בשורה|MyClass obj}} מקצה מקום בזיכרון עבור אובייקט מטיפוס MyClass. המחשב מקצה את המקום הדרוש, אך לא יוצר בו אובייקט. החלק השני, השמאלי, בו אנו פונים לבנאי, הוא החלק שיוצר את האובייקט, במקום שכבר הוקצה עבורו בזיכרון. כשתלמדו כמה צדדים מתוחכמים יותר של התכנות מונחה העצמים תוכלו להבין טוב יותר מדוע קיימת ההפרדה הזו.