lec09 inheritancesiam2dev.net/e_learning/oop/lec09_inheritance_last...lec09 inheritance อ.ดร....

Lec09 Inheritance

อ.ดร. นฐพงศ สงเนยมWebsite www.siam2dev.com

Email : [email protected]

Last update : 23-01-2561

23/01/61 1อ.ดร. นฐพงศ สงเนยม

Inheritance

2อ.ดร. นฐพงศ สงเนยม23/01/61

Agenda• What is an inheritance ?• การสบทอด• การเขาใชแบบ protected• พอลมอรฟซม• การสบทอดในภาษาจาวา• คลาส Object


สตวตางๆ

• คลาสแมว– แอตทรบวต ไดแก อาย และ ความหว– เมธอด ไดแก กน() และ นอน()

• คลาสปลา– แอตทรบวต ไดแก อาย ความหว และชอ (เชน ปลานโม)– เมธอด ไดแก กน() และ นอน()

• คลาสลง– แอตทรบวต ไดแก อาย และ ความหว– เมธอดไดแก กน() นอน() และเกบลกมะพราว()

Problem Domain ?จากขอความน ยงไมไดใชเรอง

Problem Domain


แอททรบวตและเมธอดทคลายกน


การสบทอด (INHERITANCE)

Inheritance เปนรปแบบของการนากลบมาใชใหมของซอฟตแวร ซงคลาสใหมจะถกสรางจากการรบสงตางๆ จากคลาสทมอย ทงสวน Attribute และสวนของ Method และคลาสใหมยงสามารถเพมเตมความสามารถบางประการตามตองการ

ดงนนคลาสทถกสรางใหมจะไดรบคณสมบตของคลาสเดมและเพมคณสมบตบางประการ

• แกปญหาการเขยนโปรแกรมซาซอนกนได • เมธอดหรอแอตทรบวตทคลาสตางๆ มรวมกนจะถกนาไปใสในคลาสแม • คลาสลกจะสบทอดเมธอดและแอตทรบวตคลาสแมโดยอตโนมต23/01/61 6อ.ดร. นฐพงศ สงเนยม

Class Diagram w ith Multiple Classes

account

*

BankAccount

- balance : double

+ BankAccount(initBalance:double)+ getBalance : double+ deposit(amt : double)+ withdraw(amt : double)

Customer

- firstName : String- lastName : String- account : BankAccount []

+ Customer(f:String, l:String)+ getFirstName : String+ getLastName : String+ setAccount( acct:BankAccount)+ getAccount( ) : BankAccount

7อ.ดร. นฐพงศ สงเนยม

Personal Corporate

SavingCurrent

23/01/61

จากรปกอนหนาน

สามารถอธบายไดวา ลกคาแบงออกเปน 2 ประเภท คอลกคาสวนบคล และลกคากลมบรษท และลกคาธนาคารมบญชธนาคารอยางนอย(*) 0 คอไมมเลย หรอ มากทสด กบญชกได(ในความเปนจรงขนอยกบ เงอนไขทางธรกจ ของแตละธนาคาร)โดยทบญชธนาคารนนแบงออกเปน 2 ประเภท คอบญชออมทรพย และ กระแสรายวน (จากรป)


Aggregation Relationship

นศ. อาจสงสย วา สญลกษณในรป คออะไร ?- เปนสญลกษณของ aggregataion abstraction ซงเปนความสมพนธแบบ Has a หมายถง ลกคามบญชธนาคาร


Class Diagram w ith Multiple Classes

account

*

BankAccount

- balance : double


Customer




Personal Corporate

SavingCurrentIs A

Is A

23/01/61

ถาจะเตม multiplicity ทาอยางไร

account

*

BankAccount

- balance : double


Customer



Personal Corporate

SavingCurrent

1 *

1 1


บญชเงนฝากธนาคาร


การทา generalization ไมตองใส Multiplicity

• ในการทา generalization abstraction จะไมมการใส Multiplicity ลงไปดงตวอยาง

1

*


การใส multiplicity

จะใสเฉพาะความสมพนธทเปนแบบ• Associations Relationship• Aggregations Relationship


การทา generalization ไมตองใส Multiplicity

Implementation class diagram รปน

ตองทาอยางไร


สญลกษณน ไมใชสญลกษณมาตรฐานของ UMLแตเปนของซอฟตแวร (case tools)


• จากรปนสามารถอธบาย

ไดวา บคคลแบงออกเปน

พนกงาน และ ลกคา หรอ

อกนยหนงคอทง พนกงาน

และ ลกคากมสถานะของ

คนทวไปเหมอนกน


1..N


ลาดบท รายการสนคา ราคา จานวน จานวนเงน

1 com 35000 5 1750002. Printer 2000 10 200003. Speaker 1500 10 150004. Adobe Dream 100000 5 500000

…. … ……

LineItem

1..n

* คอ 0..n

ใบสงซอสนคา / Order


Inheritance การรบถายทอดคณสมบต(Inheritance)

หมายถง การทคลาสหนงๆ รบถายคณสมบต (inherit) ทงคาคณลกษณะ (Attribute) และพฤตกรรม (Method) มาจากอกคลาสหนง

แตไมรวมถง คอนสตรคเตอร(Constructor)

Employee

+ name : String+ salary : double+ birthDate : MyDate

+ getDetails( ) : String

Manager

+ department : String


Inheritance

Class Diagram of “BankAccount” class and “SavingsAccount” class

BankAccount

+BankAccount(intibalance:double)+getBalance( ) : double+deposit(amount : double)+withdraw(amount : double)

- balance : double

SavingsAccount

- interestRate : double

+SavingsAccount(intibalance:double, rate:double)

รบถายทอดคณสมบต(inherit)


Sub classing พจารณาคลาส Employee

เราสามารถสรางวตถทมคลาสเปนพนกงาน ไดโดยการกาหนดคลาส“Employee”

ถาเราตองการสรางคลาสของ “Manager” ทยงคงคณสมบตเปน“Employee” คนหนง แตมคณสมบตบางอยางเพมเตม

public class Employee {public String name;public double salary;public MyDate birthDate;

public String getDetails( ) { … }}

Employee




พจารณาคลาส Manager

โครงสรางคลาส “Manager” กบ “Employee” ซาซอนกน เราใชวธการเชงวตถสรางคลาสใหม จากคลาสเดมทมอยแลว วธการนเราเรยกวา “Subclassing”

public class Manager {public String name;public double salary;public MyDate birthDate;public String department;


Manager

+ name : String+ salary : double+ birthDate : MyDate+ department : String


Subclassing


UML DiagramSubclassing

Employee



Manager


การสรางคลาสใหมจากคลาสเดมทมอยแลว สนบสนนแนวคดของการนา Source Code กลบมาใชใหม

Superclass

Subclass(Child Class)

(Parent Class)


Based class

derive class this super

23/01/61

การใช This References

เราจะทราบถงสงทอางองเมอไดทาการสรางวตถแลว แตถาการเขยนสงทอยภายในคลาส ยงไมไดถกสรางเปนวตถ เราจะอางไดอยางไร คาวา “this” เปนวธทชวยใหการอางองตวมนเองโดยยงไมตองสรางวตถกสามารถทาได

• Using this with a Field• Using this with a Constructor

23/01/61 อ.ดร. นฐพงศ สงเนยม 27

public class Point {

public int x = 0;

public int y = 0;

//constructor public Point(int a, int b){

x = a; y = b;

}}

Using this with a Field

public class Point { public int x = 0; public int y = 0; //constructor public Point(int x, int y){

this.x = x; this.y = y;

}}

Point

+ x : integer+ y : integer

+ Point(a:integer,b:integer)

public class Rectangle {

private int x, y;

private int width, height;

public Rectangle() {

this(0, 0, 0, 0);}

public Rectangle(int width, int height) {

this(0, 0, width, height);}

public Rectangle(int x, int y, int width, int height) {

this.x = x;

this.y = y;

this.width = width;

this.height = height;

}

... }

Using this with a Constructor

Inheritance การรบถายทอดคณสมบต (Inheritance)

หมายถง การทคลาสหนงๆ รบถายคณสมบต (inherit) ทงคาคณลกษณะ(Attribute) และพฤตกรรม (Method) มาจากอกคลาสหนง

แตไมรวมถง คอนสตรคเตอร(Cosntructor)

*** คอการท class ทตางกนม Attributes และ Methods ทเหมอนกน

Employee



Manager



Single Inheritance Single Inheritance

หมายถง การทคลาสหนงๆ รบถายทอดคณสมบต (inherit) ทง Attribute และMethod มาจากอกคลาสหนง เราเรยกวาคลาส “Manager” รบถายทอดคณสมบต (inherit) มาจาก คลาส“Employee”

Employee



Manager



Multiple Inheritance Multiple Inheritance

หมายถง การทคลาสหนงๆ รบถายทอดคณสมบต (inherit) ทงคาคณลกษณะ และพฤตกรรมมาจากคลาสมากกวา 1 คลาส

People

+ Name : String+ id : String+ birthDate : MyDate


Employee

+ company : String+ salary : double+ startDate : MyDate


Manager


ภาษาจาวา ไมสนบสนนการทาMultiple Inheritance แตสามารถรบสบทอดคณสมบตจากหลายคลาสไดโดยใช “Interface”


UML Diagram

Java Inheritance

Employee



Manager


public class Manager extends Employee {

public String department; }

จาวาpublic class Employee {

public String name;public double salary;public MyDate birthDate;



การกาหนดคลาสทรบคณสมบตสบทอดในภาษาจาวา สามารถทาไดดงน

<modifier> class child-class extends parent-class {

:}

ตวอยาง

Defining Extending Class in Java

public class Manager extends Employee {public String department;

}


“super” and “this” keyword “this” keyword

ใชอางองถงคลาสปจจบน สามารถใชอางองถง Attribute หรอ Method ของคลาสปจจบน ไดโดยใส . แลวตามดวยชอ Attribute หรอ ชอMethod

“super” keyword ใชอางองถง superclass ของคลาสปจจบน

super( ) อางองถง constructor ของ superclass super.method( ) อางองถง method ของsuperclass


Top-Middle-Bottom (1)class Top {

public Top( ) { System.out.println("Top()"); }}

class Middle extends Top {public Middle( ) { System.out.println("Middle()"); }

}

class Bottom extends Middle {public Bottom( ) { System.out.println("Bottom()"); }

}

public class Test_inheritance01 {public static void main(String[] args) {

new Bottom();}

}36อ.ดร. นฐพงศ สงเนยม

Test_inheritance01

Chaining constructor23/01/61

สราง Project : Test_inheritance01


ผลการรน

Chaining constructor


Top-Middle-Bottom (2)class Top {

public Top( ) { System.out.println("Top()"); }}

class Middle extends Top {public Middle( ) { super( ) ; System.out.println("Middle()"); }

}

class Bottom extends Middle {public Bottom( ) { super( ); System.out.println("Bottom()"); }

}

public class Tester2 {public static void main(String[] args) {

new Bottom();}

}40อ.ดร. นฐพงศ สงเนยม23/01/61

Overriding Methods subclass/child class สามารถเปลยนแปลงพฤตกรรม ทรบถายทอด(inherit) มาจาก superclass/parent classได subclass สามารถกาหนด Method ทมหนาท/พฤตกรรม ตางจาก Method ของsuperclass ไดแตตองมส งตอไปนทเหมอนกน

Method Name Return Type Argument list

Employee

+ name : String+ salary : double+ birthDay : MyDate


Manager

- department : String



Polymorphism

• Overloading – การยอมใหชอเมธอดซากนได

• Overriding


Overriding Method (1)class Employee {protected String name;protected double salary;protected String birthDate;

public Employee(String n, double s, String bd) {name = n;salary = s;birthDate = bd;

}

public String getDetails( ) {return “name: ” + name + “, salary: ” + salary

+ “ , bd: ” + birthDate + “ /n”;}

} 43อ.ดร. นฐพงศ สงเนยม


อาจทาเปนเมธอด toString()เพอเปนการอธบายวา วตถ พนกงาน

คออะไร จะตองบอก ชอ บอกตาแหนง บอกเงนเดอน พนกงาน

23/01/61

Employee


สรางคลาส Employee ไมตองใส public หนาคลาส

• สรางในไฟลเดยวกนกบ Test_inheritance2


Manager


ปรบปรง Manager ใหม

Overriding Method


Overriding Methods (2)class Manager extends Employee {

public String department;

public Manager(String n, double s, String bd, String dept) {name = n;salary = s;birthDate = bd;department = dept;

}

public String getDetails( ) {return "name:"+ name + ",salary:"+salary

+"bd:“ + birthDate +", department:"+ this.department;

}}


Super & Overriding Methods public class Manager extends Employee {

public String department;

public Manager(String n, double s, MyDate bd, String dept) {name = n;salary = s;birthDate = bd;department = dept;

}

public String getDetails( ) {return super.getDetails()

+", department:"+this.department;}

}


Super & Overriding Methods

public class Manager extends Employee {public String department;

public Manager(String n, double s, MyDate bd, String dept) {super(n, s, bd);department = dept;

}

public String getDetails( ) {return super.getDetails()

+", department:"+this.department;}

}


TestCompanypublic class TestCompany {

public static void main(String[] args) {Employee jeff = new Employee( "Jeffrey"

, 3000.0, new MyDate(2, 3, 1970) );

Manager rob = new Manager(" Robert", 5000.0, new MyDate(3, 4, 1965)

, ”Sales");System.out.println(jeff.getDetails( ));System.out.println(rob.getDetails( ));

}}

“TestCompany.java”


Test


Protected # Employee

# name : String# salary :double# birthdate : String

Manager


Employee# name : String# salary :double# birthdate : String

Manager

CustomerTake care / Serve

1 1

+addCustomer(C:Customer)+serveCustomer(C:Customer)

public void addCustomer(Customer c) {….

}


Employee# name : String# salary :double# birthdate : String# e-mail : String

Manager


1 1

+addCustomer(C:Customer)+serveCustomer(C:Customer)


}

CEO


Employee# name : String# salary :double# birthdate : String# e-mail : String

Manager


1 1 +addCustomer(C:Customer)+serveCustomer(C:Customer)


}

CEO

CompanyWork for

1 *+ CompanyName : String+ Address : String


เพม getName() และ setName()

Protected Attributes


• ลกคาจะไมไดรบการถายทอด Attributes มา เนองจากลกคาไมใชพนกงาน


TestCompany

main

Employee & Manger Example

Employeename=“Jeffrey”

jeff

Salary=1000.0

birthday=jeffdate

getDetails

MyDate

toStringsetDate

jeffdate

day=2;month=3;

year=1970;

MyDate

toStringsetDate

robdate

day=3;month=4;

year=1965;

Managername=“Robert”

rob

Salary=5000.0

birthday=Robdate

getDetails

department=“Sales”


Access Control การควบคมการเขาถงขอมล (Access Control)

คอ วธการเชงวตถ ทภาษาจาวามไวเพอ ใชเขยนโปรแกรมสนบสนนคณสมบต Encapsulation และ Information Hiding การระบคา Access Control Specifier เปนการควบคมการเขาถงขอมล โดยจะใชระบกอนหนา ตวแปร คาคงท เมทธอด และคลาส คา Access Control Specifier ไดแก

public - เปดใหเขาถงขอมลไดจากทกๆท private - เปดใหเขาถงขอมลไดภายในขอบเขตทกาหนด protected - เปดใหเขาถงขอมลไดจากการสบทอดคณสมบต


class BankAccount {private double balance;

public BankAccount(double initAmount) {balance = initAmount;

}

public void deposit(double amount) {balance = balance + amount;

}

public void withdrawn(double amount) {balance = balance - amount;

}

public int getBalance() {return balance;

}}

ประกาศการเขาถงขอมลของตวแปรภายในคลาส

เปน private เพอใหสามารถเขาถงไดจากภายในคลาส

ประกาศการเขาถงขอมลของคอนสตรคเตอรของคลาสเปน public เพอให ผขอใชบรการจากวตถทถกสรางขนจากวตถนสามารถสรางวตถนได

ประกาศการเขาถงขอมลของเมทธอดเปน public

เพอใหเมทธอดของคลาสสามารถใหบรการแกผขอ

ใชบรการนอกขอบเขตของคลาส

An Example of Access Control

Note : กรณทประกาศการเขาถงขอมลของคลาสเปน public คลาสนน

จะตองถกบนทกในไฟลทมอชอเดยวกบคลาส “BankAccout.java” แยกจาก

ไฟลทระบผสรางวตถจากคลาส หรอขอรบบรการจากคลาสน

public


Presenter

Presentation Notes

We have seen that when we enter the name of a Person object, we need to put it in quotes, but when we enter the age, we don't. This is because they are of different types. Draw a picture of a box representing a variable. Remind students that a variable is really a memory location that is put aside to hold a certain value. We give a name to that location and we never need to know where it actually is. We can put values in there and find out what values are in there whenever we like, by using the name of the variable. For an object, a variable is a place in memory where the state of the object is stored.

Inheritance & Access Control

การระบคาการเขาถงขอมล(Access Control) ใหเปน publicทาใหคลาสอนๆ ทกคลาส สามารถเขาถง Attributes ของคลาสEmployee ได

ถาตองการใหเฉพาะคลาสManager สามารถเขาถงAttributes ของ Employee จะทาอยางไร?

Employee



Manager


พจารณา


Inheritance & Access Control

สามารถกาหนดเขาถงขอมล (Access Control) ใหสามารถเขาถงไดผานทางการสบทอดคณสมบต เทาน น

ทาไดโดยระบคาAccess Control Specifier เปนprotected

พจารณา

Employee

# name : String# salary : double# birthDate : MyDate

- getDetails( ) : String

Manager


protected


Employee & Manager Example

public class Manager extends Employee {private String department;public String getDetails( ) {

return super.getDetails( ) + ", departmentt:"+department);}

}

public class Employee {protected String name;protected double salary;public String getDetails( ) {

return ("name:"+name+ ”, salary:"+salary);}

}


“Point” Classpublic class public class Point {

protected int x,y;public Point() {

setPoint(0, 0);}public Point(int a, int b) {

setPoint(a, b);}public void setPoint(int a, int b) {

x = a;y = b;

}public int getX() { return x; }public int getY() { return y; }public String toString() { return "("+x+","+y+")"; }

}


“Circle” Classpublic class Circle extends Point {

protected double radius;public Circle() {

setRadius(0.0);}public Circle(double r, int a, int b) {

super(a , b);setRadius(r);

}public void setRadius(double r) { radius = r; }public double getRadius() { return radius; }public double area() { return Math.PI * radius * radius; }public String toString() {

return "Center = "+"("+ x +","+ y +")" +"; Radius = "+ radius;

}}


“Cylinder” Classpublic class Cylinder extends Circle {

protected double height;public Cylinder() { setHeight(0); }public Cylinder(double r, double h, int a, int b) {

super(r, a , b);setHeight(h);

}public void setHeight(double h) { height = h; }public double getHeight() { return height; }public double area() {

return 2 * super.area() +2 * Math.PI * radius * height; }public String toString() {

return super.toString()+ "; Height = " + height;}

}


“TestInheritance” Classpublic class TestInheritance {

public static void main(String[] args) {Cylinder c = new Cylinder(5.7, 2.5, 12, 23);System.out.println("X coordinate is "+ c.getX() +

"\nY coordinate is "+ c.getY() +"\nRadius is "+ c.getRadius() +"\nHeight is ”+c.getHeight() +"\nCylinder Area = "+ c.area());

c.setHeight(10);c.setRadius(4.25);c.setPoint(2,2);System.out.println("\n\nThe new Location : "+

"\nX coordinate is "+ c.getX() +"\nY coordinate is "+ c.getY() +"\nRadius is "+ c.getRadius() +"\nHeight is ”+c.getHeight() + "\nCylinder Area = "+ c.area());

}70อ.ดร. นฐพงศ สงเนยม23/01/61

Inheritance Relationships of

Point, Circle and Cylinder

Circle

# radius : double

+ Circle()+ Circle(r:double, a:int, b:int)+ setRadius(r:double)+ getRadius() : double+ area() : double+ toString() : String

Cylinder

# height : double

+ Cylinder()+ Cylinder(r:double, h:double, a:int, b:int)+ setHeight(h:double)+ getHeight() : double+ area() : double+ toString() : String

Point

# x : int# y : int

+ Point()+ Point(a:int, b:int)+ setPoint(a : int, b : int)+ getX() : int+ getY() : int+ toString() : String


Object Diagram of TestInheritance

TestInheritance

main

Cylinderx = 12

c

radius = 5.7

height = 2.5

getX

y = 23

getY

getRadius

getHieght

setRadius

setHeight

setPoint

area

toString72อ.ดร. นฐพงศ สงเนยม23/01/61

Specialization Subclass/Child Class รบถายทอดคณสมบต (inherit) ท งAttributes และ Methods มาจาก Superclass/Parent Class

Employee



Manager

+ department : StringManager

Employee


Generalization

Employee



Manager


เปน flip-side ของ Specializationการท class ทตางกนม Attributes และ Methods ทเหมอนกน

IS - A

Employee

Manager


Aggregrate : Has a

23/01/61

Class HierarchiesPoint

Circle Square

Cylinder Sphere Box Cubic

ลกศรใน Class Hierararchies แสดงความสมพนธของการรบถายทอดคณสมบต

Cylinder extends Circle Circle extends Point


อ.ดร. นฐพงศ สงเนยม 7623/01/61

อ.ดร. นฐพงศ สงเนยม 7723/01/61

IS-A Relationships การถายทอดคณสมบตเปนคณลกษณะแบบ transitive

Snake IS-A Reptile และ Reptile IS-A Animal นนคอ Snake IS-A Animal

Animal

Reptile Mammal

Snake Lizard Dog Bat

Bird

Eagle

IS-A

IS-A


Adopting a Design การออกแบบ Class Hierarchies ทเหมาะสม เปนสงสาคญการการออกแบบระบบเชงวตถ Alternatives Hierarchies ขนกบระบบทตองการออกแบบ

Animal

Mammal

Dog Bat

Bird

Eagle

หรอFlying Creature

BirdMosquito Bat

Eagle


The “Object”Class ในภาษาจาวา

คลาส “Object” เปนคลาสบนสดของ คลาสทงหมดทประกอบกนขนเปน Class Hierarchies คลาสทประกาศ โดยไมใชคาเฉพาะ “extends” ระบการสบทอดคณสมบตจากคลาสใดๆ ถอวาเปนการละ “extends Object” ไว

public class Employee {...

}

public class Employee extends Object {...

}

เหมอนก

บ


Methods defined in “Object”Class

Methods ทถกกาหนดไวในคลาส “Object” ใหคลาสทรบสบทอดคณสมบตสามารถเรยกใช หรอทาการ Overriding Methods เหลาน ไดตวอยางเชน

equals(Object object) : Indicates whether some other object is "equal to" this one. toString() : Returns a string representation of the object Clone() : Creates and returns a copy of this object.

...etc. ดรายละเอยดใน Java & API Language Specification


Two Approaches to reuse Software

Inheritance

IS-A relationship

Composition

HAS-A relationship

HAS-ACustomer BankAccount

Employee

Manager

IS-A


Benefits of Inheritance Avoiding redundancies

Source Code ในสวนทเหมอนกนจะถกเขยนขนเพยงครงเดยว Code reuse & Code Sharing

สามารถนาไปใชใหมได (reuse) ไดโดยการรบถายทอดคณสมบต สามารถสรางคลาสใหมจากคลาสเดมทมอยแลวได

Reduced code size Source Code ถกเขยนขนเพยงครงเดยว และถกนาไปใชใหมไดไม

จากด


Costs of Inheritance Message-passing overhead เนองจากอนญาตใหม Code Reuse ทาใหตองมการสงตอ

ความตองการไปยงคลาสอนๆ ทสมพนธกนดวยการถายทอดคณสมบต

Execution Speed ความเรวในการประมวลผลชาลง เนองจากตองสงตอความ

ตองการไปขอรบบรการจากคลาสอนๆ Program Complexity เพมความซบซอนของโปรแกรม


Summary• Overloading Methods and Constructors• Programming with multiple classes• Inheritance• Overriding Methods and Constructor• Access control and inheritance


lec09 inheritancesiam2dev.net/e_learning/oop/lec09_inheritance_last...lec09 inheritance อ.ดร....

Documents