Prvý projekt s JPAZ2 frameworkom

<< Pár poznámok o Jave a Eclipse | Obsah | Pridávanie vlastných metód - rozširovanie tried >>

V prvých týždňoch semestra budeme na programovanie využívať JPAZ2 framework. Je to pomocný nástroj, ktorý nám umožní využívať korytnačiu grafiku (http://www.youtube.com/watch?v=e1vXYveYj-A) a na intuitívnej báze zoznámiť so základnými konceptami objektovo-orientovaného programovania.

Vytvorenie projektu a pripojenie JPAZ2

Ako sme si povedali v predošlej časti, práca v prostredí Eclipse je organizovaná v projektoch. Nasledujúci komentovaný video-tutoriál nám ukáže:

ako v prostredí Eclipse vytvoríme projekt s menom PrvyProjekt
ako k projektu pripojíme knižnicu jpaz2.jar (JPAZ2 framework), ktorá nám umožní využívať korytnačiu grafiku
ako vytvorím triedu Spustac, ktorá bude obsahovať "metódu main" - príkazy, ktoré sú v nej napísané, sa postupne jeden za druhým v poradí, ako sú napísané, vykonajú po spustení triedy Spustac
ako spustiť triedu Spustac

Vytvorenie projektu s JPAZ2 (video-tutoriál)

Projekt v Eclipse je v podstate len kopa súborov, ktoré patria k sebe. Keďže Java je objektovo orientovaná, najdôležitejšie pojmy pri tomto prístupe sú objekt a trieda (čo to je, si vysvetlíme neskôr, odporúčame však nateraz zabudnúť na všetky asociácie, ktoré by vám v súvislosti s pojmom trieda mohli napadnúť). V túto chvíľu nám stačí vedieť, že súbory, ktoré budeme v projekte vytvárať, aby sme do nich písali príkazy (zdrojový kód), budeme volať triedy. Predošlý video-tutoriál demonštruje vytvorenie triedy Spustac. Ako už názov napovedá, bude to trieda ("súbor"), určená výhradne na spúšťanie nami vytvorených programov. Aby sme ju odlíšili od iných, budeme ju volať stále rovnako - Spustac (samozrejme, Jave je v skutočnosti jedno, ako si ju nazveme). Od iných tried, ktoré budeme vytvárať, sa bude líšiť tým, že bude obsahovať metódu main. Čo to je metóda, si taktiež vysvetlíme neskôr. Nateraz je to čosi, čo sa nám samo v triede Spustac vygenerovalo po zakliknutí zaškrtávacieho políčka vo formulári pri vytváraní triedy. Dôležité je pamätať si, že všetky príkazy, ktoré napíšeme medzi "kučeravé" zátvorky {} za main, sa vykonajú po spustení triedy Spustac v takom poradí, ako sú tam napísané.

ObjectInspector a WinPane

Pozrime sa, čo sa stane, ak spustíme takto upravenú triedu Spustac (príkaz JPAZUtilities.sunDemo(); sme nahradili 3 inými príkazmi - každý v samostatnom riadku ukončenom bodkočiarkou):

import sk.upjs.jpaz2.*;

public class Spustac {

        /**

         * @param args

         */

        public static void main(String[] args) {

                WinPane plocha = new WinPane();

                ObjectInspector oi = new ObjectInspector();

                oi.inspect(plocha);

        }

}

[$[Get Code]]

Jednotlivé príkazy možno slovne opísať nasledovným spôsobom:

Vytvor nový objekt triedy (=typu) WinPane vo "svete objektov" a zároveň vytvor premennú s menom plocha, ktorá je schopná komunikavať s novovytvoreným objektom triedy WinPane. Slovíčko WinPane pred slovíčkom plocha znamená, že vytvorená premenná plocha vie komunikovať len s objektami triedy WinPane. Zároveň slovíčko new (nový) a za ním WinPane hovorí, že vytvárame nový objekt triedy WinPane. Symbol = v strede príkazu je príkazom priradenia - ním sa vytvorený objekt prepojí s premennou plocha.
Analogicky, ako v kroku 1, vytvoríme nový objekt triedy ObjectInspector a premennú s menom oi, cez ktorú budeme môcť komunikovať s novovytvoreným objektom triedy ObjectInspector.
Cez premennú oi povieme ObjectInspectoru vytvorenému v bode 2, aby skúmal objekt, s ktorým komunikujeme cez premennú plocha (a my vieme, že to je objekt triedy WinPane vytvorený v kroku 1).

Pozrime sa na správanie vytvoreného programu:

Plocha a inšpektor objektov (video-tutoriál)

Ako môžeme vidieť vo video-tutoriále, objekt triedy WinPane je vlastne len obyčajné prázdne okienko. Naopak vytvorený objekt triedy ObjectInspector je "zložitejšie" okienko. Vidíme, že ObjectInspector zobrazuje rôzne informácie o skúmanom objekte (napr. šírku, výšku, farbu, ...) a tieto vlastnosti navyše umožňuje aj meniť (editovať). Informácie o skúmanom objekte sú v záložke Properties (Vlastnosti). Zároveň v záložke Methods vidíme, že objekt má nielen nejaké vlastnosti, ale aj metódy. Po zadaní potrebných parametrov (upresnenie, čo chceme) vieme metódu aj spustiť. Spustenie metódy zvyčajne povedie k tomu, že čosi sa nejako zmení. V túto chvíľu vieme, že objekty majú nejaké vlastnosti popisujúce stav objektu a metódy vykonávajúce nejaké "akcie".

Turtle - prvá korytnačka

Pridaním ďalších príkazov upravme triedu:

import sk.upjs.jpaz2.*;

public class Spustac {

        /**

         * @param args

         */

        public static void main(String[] args) {

                WinPane plocha = new WinPane();

                ObjectInspector oi = new ObjectInspector();

                oi.inspect(plocha);

                Turtle jozko = new Turtle();

                plocha.add(jozko);

                oi.inspect(jozko);

        }

}

[$[Get Code]]

Pridaním 3 riadkov príkazov sme analogicky ako v prvom príklade vyrobili objekt triedy Turtle a povedali sme ObjectInspector-u komunikovanému cez premennú oi, aby skúmal vytvorený objekt. Novinkou je príkaz:

plocha.add(jozko);

[$[Get Code]]

Ním povieme objektu triedy WinPane komunikovanému cez premennú plocha, aby si "adoptoval" vytvorený objekt triedy Turtle komunikovaný cez premennú jozko. Alebo ináč, do plochy pridáme vytvorenú korytnačku. Poznamenajme, že v informatickej terminológii sa namiesto frázy "objekt komunikovaný cez premennú X" používa fráza "objekt referencovaný premennou X" alebo niekedy aj skrátene "objekt X". My od tejto chvíle budeme používať túto novú terminológiu.

Po krátkom experimentovaní s príkladom (aktuálne skúmaný objekt v ObjectInspector-e možno zmeniť v zozname umiestnenom úplne hore) môžeme pozorovať, že objekt triedy Turtle (korytnačka) má mnoho vlastností a ešte viacej metód. Typickými vlastnosťami korytnačky sú x a y, ktoré určujú súradnice korytnačky v ploche, v ktorej "žije". Korytnačka má aj ďalšie vlastnosti:

direction – smer natočenia v stupňoch. Smer 0 zodpovedá smeru hore.
penColor – farba kresliaceho pera
penWidth – hrúbka kresliaceho pera
penDown – hovorí, či je kresliace pero aktívne
visible – či je korytnačka vidieľná
rangeStyle – spôsob, ako sa korytnačka správa pri okrajoch plochy

Spomedzi metód sú najdôležitejšie metódy tieto:

step – korytnačka spraví krok zadanej dĺžky a ak je kresliace pero aktívne, kreslí aj čiaru
turn – korytnačka sa otočí o zadaný uhol v smere hodinových ručičiek
penUp – deaktivuje kresliace pero
penDown – aktivuje kresliace pero
moveTo – korytnačka sa presunie na zadanú pozíciu a ak je kresliace pero aktívne, kreslí aj čiaru
setPosition – korytnačka zmení svoju pozíciu (čiara sa nekreslí nikdy)
dot – nakreslí bodku s daným polomerom
ďalšie korytnačie metódy možno nájsť na stránke s ich sumarizáciou (v slovenčine).

Všimnime si, že niektoré metódy len čosi spravia, iné vypočítajú aj nejaký "Result" (výsledok). Niektoré metódy nemajú parametre, iné parametrom majú viacero. Pomocou parametrov akoby upresňujeme, ako presne sa má príkaz vykonať. Jednotlivé parametre majú svoje meno. Ďalej každý parameter, výsledok, ale i vlastnosť majú svoj typ (double, int), ktoré akoby určujú povolené hodnoty (napr. ak sa niekde čaká double, nemôžeme tam napísať nejaký "nečíselný" text). Zároveň si všimnime, že niektoré metódy a vlastnosti sú si akosi podobné (napr. vlastnosť x a metódy setX a getX). Dá sa pozorovať, že ak máme vlastnosť s menom vlastnost, tak metóda getVlastnost nám vráti (vypočíta) aktuálnu hodnotu tejto vlastnosti. Naopak metóda setVlastnost má práve jeden parameter a jej zavolaním zmeníme hodnotu vlastnosti na hodnotu určenú parametrom. Môžeme sa tiež utvrdiť v tom, čo sme pozorovali pri úvodnom skúmaní plochy. Metódy sú len príkazy pre daný objekt (môžu mať upresňujúce parametre, či môžu poskytnúť nejaký výsledok).

Dôležité je si zapamätať, ako vyzerá súradnicový systém plochy. V ľavom hornom rohu je bod s x-ovou súradnicou 0 a y-vou súradnicou 0 (x=0, y=0). X-ová súradnica rastie zľava doprava a Y-ová zhora nadol.

Po chvíli experimentovania ľahko prídeme na postup, ktorým korytnačka namaľuje rovnostranný trojuholník s dĺžkou strany 100:

spusti metódu step s parametrom 100
spusti metódu turn s parametrom 120
spusti metódu step s parametrom 100
spusti metódu turn s parametrom 120
spusti metódu step s parametrom 100
spusti metódu turn s parametrom 120 (ak chceme, aby korytnačka bola nasmerovaná tak, ako na začiatku)

Práca s objektami z Java programu

Skúsme, čo sa stane, ak do našej triedy Spustac pridáme ďalší príkaz:

import sk.upjs.jpaz2.*;

public class Spustac {

        /**

         * @param args

         */

        public static void main(String[] args) {

                WinPane plocha = new WinPane();

                ObjectInspector oi = new ObjectInspector();

                oi.inspect(plocha);

                Turtle jozko = new Turtle();

                plocha.add(jozko);

                oi.inspect(jozko);

                jozko.center(); 

        }

}

[$[Get Code]]

Hneď po spustení triedy môžeme pozorovať, že korytnačka sa presunula do stredu svojej domovskej kresliacej plochy. Inými slovami, teraz už máme spôsob, ako komunikovať s korytnačkou z nášho Java programu. Dokonca si ľahko domyslíme spôsob, ako spúšťať metódy ľubovoľného objektu. Najprv napíšeme meno premennej, ktorá referencuje objekt, ktorého metódu chceme spustiť (odborne povieme, že volať metódu). Potom nasleduje bodka a za ňou napíšeme meno metódy, ktorú chceme spustiť. Nakoniec za meno metódy pridáme 2 okrúhle zátvorky () a za ne dáme bodkočiarku. Treba si zapamätať, že v uvedenom postupe nikdy nepíšeme medzeru. Pozor, takto to ale nestačí! Ak má naša metóda nejaké parametre, musíme ich hodnoty napísať medzi zátvorky. Jednotlivé parametre oddeľujeme čiarkou. Príklady:

jozko.stamp();

jozko.setPenWidth(2.5);

jozko.setX(300);

jozko.setPosition(300, 200);

plocha.resize(300, 200);

[$[Get Code]]

Skúsme napísať príkazy, ktoré namaľujú trojfarebný rovnostranný trojuholník.

import sk.upjs.jpaz2.*;

public class Spustac {

        /**

         * @param args

         */

        public static void main(String[] args) {

                WinPane plocha = new WinPane();

                ObjectInspector oi = new ObjectInspector();

                oi.inspect(plocha);

                Turtle jozko = new Turtle();

                plocha.add(jozko);

                oi.inspect(jozko);

                jozko.center(); 

                jozko.setPenColor(Color.red);

                jozko.step(100);

                jozko.turn(120);

                JPAZUtilities.delay(1000);

                jozko.setPenColor(Color.blue);

                jozko.step(100);

                jozko.turn(120);

                JPAZUtilities.delay(1000);

                jozko.setPenColor(Color.green);

                jozko.step(100);

                jozko.turn(120);

        }

}

[$[Get Code]]

V príklade sme použili aj príkaz JPAZUtilities.delay(1000); Tento príkaz spôsobí pozastavenie programu na zadaný čas v milisekundách (1000 milisekúnd je 1 sekunda).

Všimnite si, že je veľmi dôležité nezabudnúť napísať bodkočiarku za každým napísaným príkazom.

No a na úplný záver si môžeme vyskúšať vytvoriť ďalšiu korytnačku a umiestniť ju do plochy.

import sk.upjs.jpaz2.*;

public class Spustac {

        /**

         * @param args

         */

        public static void main(String[] args) {

                WinPane plocha = new WinPane();

                ObjectInspector oi = new ObjectInspector();

                oi.inspect(plocha);

                Turtle jozko = new Turtle();

                plocha.add(jozko);

                oi.inspect(jozko);

                jozko.center(); 

                Turtle katka = new Turtle();

                plocha.add(katka);

                oi.inspect(katka);

                katka.setPosition(100, 50);

                katka.setPenColor(Color.green); 

       }

}

[$[Get Code]]

Pozorujme, čo sa stane po spustení programu. Vidíme, že v ploche už máme 2 objekty - korytnačky. Každá má rovnaký zoznam vlastností aj metód. Avšak hodnoty jednotlivých vlastností (napr. pozícia, farba) sa líšia. Ak zadáme korytnačke nejaký príkaz zavolaním metódy, obe korytnačky vykonajú to isté (samozrejme s ohľadom na aktuálne hodnoty vlastností konkrétnej korytnačky).

Sumarizácia

Prvé nepresné predstavy a definície na základe doterajších pozorovaní správania sa vytvorených programov:

trieda - typ/druh čohosi (napr. telefón "HTC Desire", "Škoda Fabia"). Ak ako triedu zoberieme "Škoda Fabia", tak táto trieda je presne určená technickou špecifikáciou a konštrukčnými výkresmi.
objekt - konkrétna "vec" nejakého typu (triedy). Napríklad ak ako triedu zoberieme "Škoda Fabia", tak každé jedno konkrétne auto tohto typu je objektom triedy "Škoda Fabia". Všetky objekty sú konštrukčne navlas rovnaké, keď vyjdú z výrobnej haly (keď sa akoby spraví new Fabia()). Neskôr, keď autá "žijú svoj život", majú rôznych šoférov, nastriekajú ich na rôznu farbu, nachádzajú sa na inom mieste - menia sa ich vlastnosti.
vlastnosť - niečo, čo charakterizuje aktuálny stav konkrétneho objektu. Rôzne objekty rovnakej triedy majú rovnaké vlastnosti (napr. stav nádrže), ale konkrétna hodnota vlastností môže byť iná (napr. jedno auto ma v nádrži 10l paliva, iné 20l paliva).
metóda - nejaký príkaz, ktorý môžeme dať konkrétnemu objektu. Aké metódy ("akým príkazom rozumie") má konkrétny objekt a čo sa stane, keď objekt požiadame, aby ich vykonal, je presne určené tým, akej triedy je objekt.
parameter metódy - má meno a typ. Typ určuje, aká hodnota (číslo, farba, ...) môže byť zadaná pre daný parameter. Samotné parametre slúžia na upresnenie toho, ako sa má metóda vykonať (napr. o koľko presne sa má korytnačka posunúť dopredu).

<< Pár poznámok o Jave a Eclipse | Obsah | Pridávanie vlastných metód - rozširovanie tried >>