Классы и объекты
Java — это объектно-ориентированный язык, поэтому код в ваших программах будет состоять из объектов и классов.
Классы
Java позволяет создавать классы, которые представляют объекты из реального мира. Например, можно создать класс Car (автомобиль) или Animal (животное) и задать им различные свойства. Для класса Car логично создать такие свойства как двери, колёса, лобовое стекло и т.д. Имея класс Car, можно создать новые классы Легковушки, Грузовики, Автобусы, которые будут иметь все свойства класса Car, а также свои собственные свойства. У класса Animal соответственно можно задать свойства Лапы, Хвост, а затем создать наш любимый класс Cat, у которого будет ещё дополнительное свойство Усы. Иными словами, классы могут наследовать свойства от других классов. Родительский класс называется суперклассом. Внутри классов могут быть объявлены поля и методы.
Для объявления класса служит ключевое слово class. Вспомним стандартную строчку кода из Android-проекта:
public class MainActivity extends Activity < // код внутри класса > Упрощённая общая форма для класса может иметь следующий вид:
В Java принято начинать имена класса с большой буквы. В классе могут быть несколько переменных и методов. Переменные, определённые внутри класса (не метода), называются переменными экземпляра или полями (fields). Код пишется внутри класса. Методы и переменные внутри класса являются членами класса.
Объекты
Новый объект (или экземпляр) создаётся из существующего класса при помощи ключевого слова new:
Cat barsik = new Cat(); // создали кота из класса Cat В большинстве случаев вы будете использовать такой способ. Пусть вас не удивляет, что приходится дважды использовать слово Cat, оно имеет разный смысл.
Слева от оператора присваивания = определяется имя переменной и его тип Cat. В правой части выражения происходит выделение памяти для нового экземпляра класса Cat и инициализируется экземпляр. Оператор присваивания присваивает переменной ссылку на только что созданный объект. Имена объектов не нужно начинать с большой буквы, как у класса. Так вы будете различать, где класс, а где экземпляр класса. Если имя экземпляра класса состоит из нескольких слов, то используется верблюжья нотация, когда все первые буквы слов, кроме первой, пишутся с большой — superBlackCat.
Если вы помните, при объявлении примитивных типов мы указывали нужный тип в самом начале.
Поэтому код Cat barsik также определяет его тип. Он не всегда может совпадать с именем класса.
В этом примере используется тип класса домашних любимцев Pet, а обращаемся к классу котов Cat.
Простой пример создания класса Box (коробка для кота):
При таком варианте Java автоматически присвоит переменным значения по умолчанию. Например, для int это будет значение 0. Но не всегда значения по умолчанию подойдут в вашем классе. Если вы создали переменную для описания количества лап у кота, то логично сразу присвоить значение 4. Поэтому считается хорошей практикой сразу присваивать нужные значения полям класса, не полагаясь на систему.
Вам нужно создать отдельный файл Box.java, в который следует вставить код, описанный выше. О том, как создавать новый файл для класса я не буду здесь расписывать.
Сам класс — это просто шаблон, заготовка. Чтобы ваше приложение могло использовать данный шаблон, нужно создать на его основе объект при помощи ключевого слова new:
Box catBox = new Box; // создали реальный объект с именем catBox на основе шаблона Box Красивая получилась коробочка.
Объект catBox, объявленный в коде вашей программы, сразу займёт часть памяти на устройстве. При этом объект будет содержать собственные копии переменных экземпляра width, height, depth. Для доступа к этим переменным используется точка (.). Если мы хотим присвоить значение переменной width, то после создания объекта класса можете написать код:
catBox.width = 400; // ширина коробки для кота 400 миллиметров Если мы хотим вычислить объём коробки, то нужно перемножить все значения размеров коробки:
Box catBox = new Box(); catBox.width = 400; catBox.height = 200; catBox.depth = 250; int volume = catBox.width * catBox.height * catBox.depth; mInfoTextView.setText("Объём коробки: " + volume); Каждый объект содержит собственные копии переменных экземпляра. Вы можете создать несколько объектов на основе класса Box и присваивать разные значения для размеров коробки. При этом изменения переменных экземпляра одного объекта никак не влияют на переменные экземпляра другого объекта. Давайте объявим два объекта класса Box:
Box bigBox = new Box(); // большая коробка Box smallBox = new Box(); // маленькая коробка int volume; // присвоим значения переменным для большой коробки bigBox.width = 400; bigBox.height = 200; bigBox.depth = 250; // присвоим значения переменным для маленькой коробки smallBox.width = 200; smallBox.height = 100; smallBox.depth = 150; // вычисляем объём первой коробки volume = bigBox.width * bigBox.height * bigBox.depth; mInfoTextView.setText("Объём большой коробки: " + volume + "\n"); // вычисляем объём маленькой коробки volume = smallBox.width * smallBox.height * smallBox.depth; mInfoTextView.append("Объём маленькой коробки: " + volume); Когда мы используем конструкцию типа Box bigBox = new Box();, то в одной строке выполняем сразу два действия — объявляем переменную типа класса и резервируем память под объект. Можно разбить конструкцию на отдельные части:
Box bigBox; // объявляем ссылку на объект bigBox = new Box(); // резервируем память для объекта Box Обычно такую конструкцию из двух строк кода не используют на практике, если нет особых причин.
Когда мы используем ключевое слово new и указываем имя класса, то после имени ставим круглые скобки, которые указывают на конструктор класса. О них поговорим позже.
Ключевое слово final
Поле может быть объявлено как final (финальное). Это позволяет предотвратить изменение содержимого переменной, по сути, это становится константой. Финальное поле должно быть инициализировано во время его первого объявления.
Теперь можно пользоваться переменной FILE_OPEN так, как если бы она была константой, без риска изменения их значений. Принято записывать имена заглавными буквами.
Кроме полей, final можно использовать для параметров метода (препятствует изменению в пределах метода) и у локальных переменных (препятствует присвоению ей значения более одного раза).
Также слово final можно применять к методам, чтобы предотвратить его переопределение.
class Cat < final void meow() < System.out.println("Мяу"); >> class Kittent extends Cat < // Этот метод создать не получится void meow() < System.out.println("Да хоть гав-гав, всё равно не заведётся"); >> Ещё один вариант использования ключевого слова final — предотвращение наследования класса. При этом неявно всего методы класса также становятся финальными. Поэтому нельзя одновременно объявить класс абстрактным и финальным, поскольку абстрактный класс является лишь шаблоном и только его подклассы реализуют методы.
final class Tail < // . >// Следующий класс недопустим class BigTail extends Tail < // Ошибка! Класс Хвост нельзя переопределять. > Ключевое слово instanceof — Проверка принадлежности к классу
Иногда требуется проверить, к какому классу принадлежит объект. Это можно сделать при помощи ключевого слова instanceof. Это булев оператор, и выражение foo instanceof Foo истинно, если объект foo принадлежит классу Foo или его наследнику, или реализует интерфейс Foo (или, в общем виде, наследует класс, который реализует интерфейс, который наследует Foo).
Возьмём пример с рыбками, которые знакомы котам не понаслышке. Пусть у нас есть родительский класс Fish и у него есть унаследованные подклассы SaltwaterFish и FreshwaterFish. Мы можем протестировать, относится ли заданный объект к классу или подклассу по имени
SaltwaterFish nemo = new SaltwaterFish(); if(nemo instanceof Fish) < // рыбка Немо относится к классу Fish // это может быть класс Fish (родительский класс) или подкласс типа // SaltwaterFish или FreshwaterFish. if(nemo instanceof SaltwaterFish) < // Немо - это морская рыбка! >> Данная проверка удобна во многих случаях. В Android очень много классов, которые происходят от класса View — TextView, CheckBox, Button, имеющие свои собственные наборы свойств. И если имеется метод с параметром View, то при помощи instanceof можно разделить логику кода:
void checkforTextView(View view) < if(view instanceof TextView) < // Код для элемента TextView >else < // Для других элементов View >> import — Импорт класса
Оператор import сообщает компилятору Java, где найти классы, на которые ссылается код. Любой сложный объект использует другие объекты для выполнения тех или иных функций, и оператор импорта позволяет сообщить о них компилятору Java. Оператор импорта обычно выглядит так:
За ключевым словом import следуют класс, который нужно импортировать, и точка с запятой. Имя класса должно быть полным, то есть включать свой пакет. Чтобы импортировать все классы из пакета, после имени пакета можно поместить .*.
В Android Studio импорт класса происходит автоматически при наборе кода. Также это срабатывает и при вставке кода. Если имена классов совпадают, то студия может запросить помощь. Тогда вам нужно вручную указать нужное полное имя класса.
Импорт позволяет избежать долгого набора имени класса. Без импорта нам пришлось бы писать все классы в коде программы полностью.
ru.alexanderklimov.MyClass.Cat.sayMeow(); java.lang.System.out.println("Мяу"); Статический импорт
Существует ещё статический импорт, применяемый для импорта статических членов класса или интерфейса. Это позволяет сократить количество кода. Например, есть статические методы Math.pow(), Math.sqrt(). Для вычислений сложных формул с использованием математических методов, код становится перегружен. К примеру, вычислим гипотенузу.
hypot = Math.sqrt(Math.pow(side1, 2) + Math.pow(side2, 2)); В данном случае без указания класса не обойтись, так как методы статические. Чтобы не набирать имена классов, их можно импортировать следующим образом:
import static java.lang.Math.sqrt; import static java.lang.Math.pow; . hypot = sqrt(pow(side1, 2) + pow(side2, 2)); После импорта уже нет необходимости указывать имя класса.
Второй допустимый вариант, позволяющий сделать видимыми все статические методы класса:
import static java.lang.Math.*; В этом случае вам не нужно импортировать отдельные методы. Но такой подход в Android не рекомендуется, так как требует больше памяти.
Класс Class
На первый взгляд, класс Class звучит как «масло масляное». Тем не менее, класс с таким именем существует и он очень полезен.
Программно получить имя класса
Иногда из программы нужно получить имя используемого класса. Для этого есть специальные методы getClass().getName() и другие родственные методы. Допустим, нам нужно узнать имя класса кнопки, на которую мы нажимаем в программе.
public void onClick(View view) < String className = view.getClass().getName(); String simpleName = view.getClass().getSimpleName(); String canonicalName = view.getClass().getCanonicalName(); if (canonicalName == null) < canonicalName = "null"; >String s = "Имя класса: " + className + "\n" + "SimpleName: " + simpleName + "\n" + "CanonicalName: " + canonicalName + "\n"; mInfoTextView.setText(s); > Имя класса: android.support.v7.widget.AppCompatButton SimpleName: AppCompatButton CanonicalName: android.support.v7.widget.AppCompatButton getSimpleName() возвращает только имя класса без пакета, другие методы вернут полное название.
Если нужно узнать имя класса активности, то достаточно кода:
// подставьте имя вашей активности String className = MainActivity.class.getName(); Если вам известно имя класса, то можете получить сам класс:
try < // получим объект Class ClassmyClass = Class.forName("ru.alexanderklimov.test.MainActivity"); mInfoTextView.setText(myClass.getName()); // выводим в TextView Intent intent = new Intent(this, myClass); startActivity(intent); > catch (ClassNotFoundException e) < // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); > Метод getSuperclass() возвращает имя суперкласса. Остальные несколько десятков методов не столь популярны.
Учебная программа
Для изучения Java нам понадобится учебная программа — испытательный стенд, на котором предстоит проверять свой бред код. На первых порах нам вполне хватит экрана с одним текстовым полем, текстовой меткой и кнопкой. Мы напишем учебный код, затем запустим программу, далее нажмём на кнопку и получим результат в текстовом поле или текстовой метке. Всё просто и наглядно.
Для создания учебной программы вам нужно пройти урок Создаём первое приложение. Созданная форма и послужит основой учебной заготовки. При повторении указанного урока присвойте проекту более понятное имя, например, «ExpressCourse». Выбирайте шаблон Basic Activity. Простейшая заготовка создана.
Немного модифицируем экран приложения для удобства.
Сейчас код для главного экрана приложения выглядит так:
package ru.alexanderklimov.expresscourse; import android.os.Bundle; import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity; public class MainActivity extends AppCompatActivity < @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) < super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); >> Нам нужно добавить немного своего кода, чтобы приложение стало более удобным для пользования. Сразу после первой фигурной скобки объявим переменные для кнопки, метки и текстового поля, а также напишем заготовку для щелчка мышки. Так как вы ещё не понимаете смысла в данных действиях, то просто скопируйте код.
package ru.alexanderklimov.expresscourse; import android.os.Bundle; import android.view.View; import android.widget.Button; import android.widget.EditText; import android.widget.TextView; import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity; public class MainActivity extends AppCompatActivity < private Button mButton; private EditText mInputEditText; private TextView mInfoTextView; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) < super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); mButton = findViewById(R.id.button); mInputEditText = findViewById(R.id.editText); mInfoTextView = findViewById(R.id.textView); >public void onClick(View view) < String result = mInputEditText.getText().toString(); mInfoTextView.setText(result); mInputEditText.setText(""); >> Запустим учебный проект. Если щёлкнуть по кнопке, то в текстовой метке появится слово, которое было введено в текстовом поле. Теперь у нас есть учебная заготовка для изучения Java.