NESNE YÖNELİMLİ PROGRAMLAMA HAFTA # 7

Transkript

1 NESNE YÖNELİMLİ PROGRAMLAMA HAFTA # 7

2 Yukarı Çevirim (Upcasting)

3 Çok Biçimlilik (Polimorfizm) Sözlük anlamı "bir çok şekil " Bir metodun aynı isimle farklı parametrelerle çağırılmasıdır.

4 Çok Biçimlilik (Polimorfizm) Bir nesnenin davranış şekillerinin duruma göre değişebilmesidir. Eğer birden çok sınıfın ortak kullanacağı bir metod varsa, bu herbirinin temel alacağı bir ana sınıf içerisinde tanımlanabilir. Davranış şekillerindeki farklılıklar her sınıfın kendi yapısı içinde ifade edilir. Örneğin bir selam() metodu ekrana İngilizler için hello Almanlar için hallo yazdıracak biçimde çeşitlendirilebilir.

5 Çok Biçimlilik (Polimorfizm) class Personel { public void calis(); { System.out.println( Bu is yerinde farkli insanlar calisir ); class Sekreter extends Personel { public void calis() { System.out.println( Sekreter kadrolardan birisidir );

6 Çok Biçimlilik (Polimorfizm) class Ogretmen extends Personel { public void calis() { System.out.println( Ayrica hocalar da vardir ); public class CokBicimlilikDemo { public static void main(string [] args) { Personel kisi = new Personel(); Sekreter s = new Sekreter(); Ogretmen m = new Ogretmen(); isyap(kisi); isyap(s); isyap(m);

7 Çok Biçimlilik (Polimorfizm) public static void isyap(personel kisi) { kisi.calis(); Programda isyap() metodu farklı parametrelerle kullanılabilmektedir. Hangi parametrelerle çağırılırsa ilgili metot çağırılarak işlem yapılmaktadır. Çıktı: Bu is yerinde farkli insanlar calisir Sekreter kadrolardan birisidir Ayrica hocalar da vardir

8

9 Detaylar ana sınıf Asker türeyen sınıflar Er ve Yuzbasi Asker tipinde parametre kabul eden hazirol() yordamına Er ve Yuzbasi tipindeki referansları paslayabildik yukarı çevirim (upcasting)

10 Detaylar Polimorfizm hazirol() yordamının içerisinde gizli Bu yordamın (method) içerisinde Asker tipinde olan a referansı kendisine gelen 2 değişik nesneye bağlanabildi: Er Yuzbasi

11 Detaylar Asker nesnesine bağlı Asker tipindeki referansı, hazirol() yordamına parametre olarak gönderiyoruz hazirol() yordamının içerisinde Asker tipindeki yerel a değişkenimiz, kendi tipinden başka nesnelere de (Er ve Yuzbasi) bağlanabiliyor Asker tipindeki yerel a değişkeni bir çok şekle girmiş bulunmaktadır.

12 Detaylar Aşağıdaki ifadelerin hepsi doğrudur: Asker a = new Asker() ; Asker a = new Er(); Asker a = new Yuzbasi();

13 Geç Bağlama (Late Binding) Er nesnesine bağlı Er tipindeki referansımızı (e) hazirol() yordamına parametre olarak gönderiyoruz. Hangi nesnenin selamver() yordamı çağrılacaktır? Cevap Er nesnesi Çünkü Asker tipindeki yerel değişken (a) Er nesnesine bağlanmıştır. Eğer Er nesnesinin selamver() yordamı olmasaydı o zaman Asker nesnesine ait olan selamver() yordamı çağrılacaktı fakat Er sınıfının içerisinde, ana sınıfa ait olan (Asker sınıfı) selamver() yordamı iptal edildiğinden (override) dolayı Java, Er nesnesinin selamver() yordamını çağırılacaktır.

14 Geç Bağlama (Late Binding) Hangi nesnenin selamver() yordamının çağrılacağı ne zaman belli olur? Derleme anında (compile-time) / çalışma anında (run-time) Cevap çalışma anında (run-time) Neden derleme anında hazirol() yordamına hangi tür nesneye ait referansın gönderileceğinin belli olmaması

15 Geç Bağlama (Late Binding) Son olarak, Yuzbasi nesnesine bağlı Yuzbasi tipindeki referansımızı hazirol() yordamına parametre olarak gönderiyoruz Peki şimdi hangi nesneye ait selamver() yordamı çağrılır? Asker nesnesinin / Yuzbasi nesnesinin Cevap Yuzbasi nesnesine ait olan selamver() yordamı Neden Asker tipindeki yerel değişkenimiz heap alanındaki Yuzbasi nesnesine bağlıdır ve selamver() yordamı Yuzbasi sınıfının içerisinde iptal edilmiştir (override) Eğer selamver() yordamı Yuzbasi sınıfının içerisinde iptal edilmeseydi o zaman Asker sınıfına ait (ana sınıf) selamver() yordamı çağrılacaktı.

16 Geç Bağlama (Late Binding) Eğer bir yordamın hangi nesneye ait olduğu çalışma anında belli oluyorsa bu olaya geç bağlama (late-binding) denir. Bu olayın tam tersi ise erken bağlamadır (early binding) Hangi nesnenin hangi yordamının çağrılacağının derleme anında bilinmesi Bu örneğimizde hangi sınıf tipindeki referansın hazirol() yordamına paslandığını bilmek kolaydır: Önce Asker sınıfına ait bir referans sonra Er sınıfına ait bir referans ve en son olarak da Yuzbasi sınıfına ait bir referans bu yordama parametre olarak gönderiliyor Ancak daha karmaşık örnekler için aynı şeyi söylemek bu kadar kolay olmayabilir.

17 Geç Bağlama (Late Binding)

18 Geç Bağlama (Late Binding) Hangi nesnenin avyakala() yordamının çağrılacağı derleme anında (compiletime) bilinemiyor rasgelesec() yordamınında Math.random() yordamı her seferinde 0 ile 2 arasında rasgele sayılar üretiyor. Bu üretilen sayılar doğrultusunda Hayvan nesnesi Kartal nesnesi veya Timsah nesnesi döndürülebilir Bu sebepten dolayı uygulamamızı her çalıştırdığımızda Hayvan tipindeki dizinin içerisine değişik tipteki nesnelerin, değişik sırada olabilecekleri görülür.

19 Geç Bağlama (Late Binding) Geç (late) / dinamik (dynamic) / çalışma anında (runtime) bağlama dizi içerisindeki elemanlar ancak çalışma anında (runtime) belli oluyor h[j].avyakala() derken, derleme anında (compiletime) hangi nesnenin avyakala() yordamının çağrılacağı Java tarafından bilinemez bu olay ancak çalışma anında (run-time) bilinebilir

20 Final ve Geç Bağlama Final özelliğinin kullanılmasının iki sebebi: 1. tasarım 2. verimlilik Verimlilik geç bağlama (late binding) özelliği ile bağlantılı: Bir yordamı final yaparak şunu demiş oluruz: Bu yordam, türetilmiş olan alt sınıfların içerisindeki diğer yordamlar tarafından iptal edilemesin (no override!) Bir yordam iptal edilemezse geç bağlama (late binding) özelliği ortadan kalkar.

21 Final ve Geç Bağlama goster() yordamının içerisinde Kedi tipindeki k yerel değişkenine bağlı olan nesnenin, yakalaav() yordamı çağrılmaktadır: hangi nesnenin yakalaav() yordamı? Kedi nesnesininki mi Kaplan nesnesininki mi? Java, yakalaav() yordamını çağırmadan önce geç bağlama özelliğini devreye sokarak, doğru nesneye ait uygun yordamı çağırmaya çalışır Bu işlemler sırasında verimlilik düşer

22 Final ve Geç Bağlama yakalaav() yordamı final yapılarak, bu yordamın Kaplan sınıfının içerisinde iptal edilmesi engellendi Geç bağlama özelliği kapatıldı Verimlilik arttı

23 Neden Polimorfizm?

24 Neden Polimorfizm? mesaibasla() yordamında dizi içerisindeki elemanların teker teker hangi tipte oldukları kontrol edilip, tiplerine göre calis() yordamları çağrılmaktadır. Calisan sınıfından türetilecek her yeni sınıf için mesaibasla() yordamının içerisine ayrı bir if-else koşul ifade yazmak gerçekten çok acı verici bir olay olurdu. Polimorfizm bizi bu zahmet veren işlemden kurtarır.

25 Neden Polimorfizm?

26 Neden Polimorfizm?

27 Genişletilebilirlik (Extensibility) Genişletebilirlik mevcut hiyerarşiyi kalıtım yolu ile genişletme Yeni sınıflar

28 Genişletilebilirlik (Extensibility)

29 Genişletilebilirlik (Extensibility) Ekran çıktısı:

30 Soyut Sınıflar ve Yordamlar (Abstract Classes & Methods) Yukarıda görüldüğü üzere Calisan sınıfı hiç bir iş yapmamaktadır. "Madem ki Calisan sınıfı hiç bir iş yapmıyor, ne diye onu oraya yazdık? " Cevap birleştirici bir rol oynadığı için Soyut sınıflar, şu ana kadar bildiğimiz sınıflardan farklıdırlar. Soyut (abstract) sınıflarımızı direk new() ile oluşturamayız. Soyut sınıfların var olmasındaki en büyük sebeplerden biri birleştirici bir rol oynamalarıdır. Soyut bir sınıftan türetilmiş alt sınıflara ait nesneler, çok rahat bir şekilde yine bu soyut sınıf tipindeki referanslara bağlanabilirler (yukarı çevirim). Böylece polimorfizm ve geç bağlamanın kullanılması mümkün olur.

31 Soyut Sınıflar ve Yordamlar (Abstract Classes & Methods)

32 Soyut Sınıflar ve Yordamlar (Abstract Classes & Methods)

33 Soyut Sınıflar Bazı metodlarını tanımlamış, bazılarının uygulamasını kendisinden türeyen sınıflara bırakmış olan sınıflara soyut sınıf (abstract class) denir. Tüm alt sınıfları tarafından paylaşılacak metodların tanımlarını içeren sınıflardır. Bunun yanında içeriği belirlenmemiş sadece etiketi belli bir yada daha fazla soyut metod içerirler. Soyut sınıftan nesne oluşturulamaz. Mutlaka extends anahtar sözcüğü ile yeni sınıflara miras bırakarak kullanılmalıdır. Sınıfın ve metodun soyut olduğunu belirtmek için abstract anahtar sözcüğü kullanılır.

34 Soyut Sınıf Oluşturma Sınıfın ve metodun soyut olduğunu belirtmek için abstract anahtar sözcüğü kullanılır. Soyut metodlar şu örneklerde belirtildiği gibi gövdeleri olmayacak şekilde tanımlanır: public abstract void s1(); public abstract int s2(int a); Eğer bir sınıf en az bir soyut metod içeriyorsa soyut sınıf olarak tanımlanması gereklidir. abstract class N{ public abstract void s1();

35 Soyut Sınıf Oluşturma Eğer bir altsınıf soyut bir üst sınıftan türetilmiş ve üstsınıfın tüm soyut metodlarını kendi bünyesinde tanımlamamışsa o da bir soyut sınıf olmak zorundadır. abstract class N{ public abstract void s1(); class N1 extends N{ public void s1(){system.out.println( s1) abstract class N2 extends N{ public void s2(){system.out.println( s2)

36 Soyut Sınıflar Soyut sınıfların temel amacı büyük yazılım projelerinin organize bir şekilde geliştirilmelerini sağlamaktır. İlk önce bir soyut sınıf oluşturulur ve yazması planlanan metodlar bu sınıfa soyut şekilde konur. Sonra soyut sınıfların alt sınıfları tanımlanır. Bütün soyut metodların alt sınıflardaki ifadeleri tamamlandığında yazılım tamamlanmış olur.

37 Örnek Bir küp için de bir küre için de kütle, hacim ve yoğunluğun çarpımına eşittir. Ancak önceki örnekte yaptığımız iki nesnede de bu ortak özelliği kullanamıyor ve kütle hesaplamasını kendisi yapılıyor. Matter arayüzünü implement eden ne kadar sınıf varsa bu işlem o kadar tekrarlanacak demektir. Bu 'ortak' işlemi bir kere yapıp, hep onun kullanılmasını sağlamak mümkündür.

38 Bu sadece NYP teknikleriyle mümkün olan bir programlama işlemidir. Örnek (devam) abstract public class Body{ public double density=1.0; public Body(double d){ density=d; public double getdensity(){ return density; public double getmass(){ return density*getvolume(); abstract public double getvolume(); Soyut Body sınıfı, hem küpün hem de kürenin ortak özelliklerini içermektedir. Yoğunluk özelliği ikisinde de ortaktır. Bu şekilde kalıtım yoluyla küp ve küreye geçebilir. getvolume() metodu hacim hesaplamak için her nesne farklı bir method kullandığı için soyut bırakılmıştır. getmass() hesaplaması sınıftan sınıfa değişmediği için tanımlanmıştır Burada getmass() metodu henüz yazılmamış getvolume() metodunu kullanarak bir işlem yapabilmektedir.

39 Örnek (devam) public class CubeBody extends Body{ public double edge=1.0; public CubeBody(double d,double e){ super(d); edge=e; public double getvolume(){ return edge*edge*edge; public class SphereBody extends Body{ public double radius=1.0; public SphereBody(double d,double r){ super(d); radius=r; public double getvolume(){ return (3.14 * radius * radius * radius )/3; İki sınıf ta getmass() diye bir metod yazmak zorunda kalmadan, hiç bir ek kodlama yapmadan kütle hesabı yapabilmektedir.

40 Niye Soyut Sınıf ve Yordamlara İhtiyaç Duyarız? Cizim sınıfımızın içerisinde bulunan cizgiciz() yordamı soyut (abstract) değildir fakat noktaciz() yordamı soyuttur, neden? cizgiciz() yordamı ekranlara çizgi çizmek için noktaciz() yordamına ihtiyaç duyuyor cizgiciz() yordamının ihtiyaç duyduğu tek şey, ekran üzerinde tek bir noktanın nasıl çizileceğini bilmektir, bu bilgiler cizgiciz() yordamına verildiği sürece sorun yaşanmayacaktır. Ekrana tek bir noktanın nasıl çizileceğini, Cizim sınıfından türemiş alt sınıflar tarafından verilmektedir.

41 Niye Soyut Sınıf ve Yordamlara İhtiyaç Duyarız?

42 Yapılandırıcılar İçerisindeki İlginç Durumlar Bu örneğimizdeki akıl karıştırıcı nokta, soyut bir sınıfa ait yapılandırıcı içerisinden soyut bir yordamın çağrılıyor olmasıdır. Sporcu sınıfının yapılandırıcısına dikkat ederseniz, bu yapılandırıcı içerisinden soyut bir yordam olan calis() yordamı çağrılmıştır. calis() yordamı hangi amaçla soyut yapılmış olabilir? Bu yordamın soyut yapılmasındaki tek amaç, alt sınıfların bu yordamı iptal etmelerini kesinleştirmek olabilir. Bu örneğimizdeki yanlış, soyut bir sınıfa ait yapılandırıcının içerisinden soyut bir yordamın çağrılmasıdır.

43 Yapılandırıcılar İçerisindeki İlginç Durumlar Uygulama çıktısındaki 2. satır çok ilginçtir. Oluşan olayları adım adım açıklarsak; 1. Futbolcu sınıfına ait bir nesne oluşturulmak istendi ama Futbolcu sınıfı Sporcu sınıfından türetildiği için, ilk önce Sporcu sınıfına ait yapılandırıcı cağrılacaktır. 2. Sporcu sınıfına ait yapılandırıcının içerisinde soyut olan calis() yordamı çağrıldı. Soyut olan calis() yordamı Futbolcu sınıfının içerisinde iptal (override) edildiği için, Futbolcu sınıfına ait olan calis() yordamı çağrılacaktır fakat temel(primitive) int tipinde olan antreman_sayisi alanına henüz ilk değeri atanmadığından, Java tarafından varsayılan değer (default value) olan 0 sayısı verilmiştir. Buradaki ilginç olan nokta Futbolcu sınıfının içerisindeki calis() yordamı, Futbolcu sınıfına ait yapılandırıcıdan bile önce çağrılmış olmasıdır (-ki bu istenmeyen bir durumdur).

44 Yapılandırıcılar İçerisindeki İlginç Durumlar 3. Ana sınıf olan Sporcu sınıfına ait yapılandırıcının çalışması sona erdikten sonra türemiş sınıf olan Futbolcu nesnesine ait global alan olan antreman_sayisi alanının ilk değeri verilmiştir. 4. En son olarak Futbolcu sınıfına ait yapılandırıcı içerisindeki kodlar çalıştırılarak işlem sona erer.