Uniwersytet Łódzki
Wydział Matematyki i Informatyki, Katedra Analizy Nieliniowej
Dziedziczenie, AWT Java
Wykład 4
Plan wykładu
Java Web Start
Dziedziczenie (Inheritance)
Interfejsy, klasy abstrakcyjne
Polimorfizm
AWT
Layout Manager
Java Web Start
Uruchamianie aplikacji Javy z pełną funkcjonalnością za pomocą jednego kliknięcia
(
http://java.sun.com/docs/books/tutorialJWS/deployment/webstart/examples/Notepad .jnlp
)
Pobieranie i uruchamianie aplikacji bez konieczności jakiejkolwiek instalacji dla różnych platform
W przypadku, gdy aplikacja korzysta z innej wirtualnej maszyny niż dostępna lokalnie, maszyna ta zostanie pobrana i uruchomiona automatycznie
Użytkownik może uruchomić aplikację poza przeglądarką. Aplikacja jest zapisana w pamięci podręcznej Java Web Start.
Aplikacje z niezaufanych źródeł mogą być uruchamiane w bezpieczny
sposób, ze względu na możliwość zdefiniowania restrykcji np. standardowo aplikacje nie mogą zapisywać danych lokalnie na dysku.
Zapisanie aplikacji lokalnie w pamięci podręcznej gwarantuje zwiększenie
wydajności
Java Web Start (2)
Aplikacje przechowywane w pamięci podręcznej JWS można podejrzeć za pomocą Java Cach Viewer
control panel\java\general,view
Przygotowanie aplikacji Java Web Start
Rozszerzenie typów MIME obsługiwanych przez serwer o:
application/x-java-jnlp-file
Utworzenie pliku JNLP jako XML z określeniem wybranych tagów
opis tagów:
http://java.sun.com/docs/books/tutorial/
deployment/webstart/deploying.html
Umieszczenie aplikacji w postaci JAR oraz pliku JNLP na serwerze
Dostęp do elementów aplikacji (res) z wykorzystaniem funkcji getResource()
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!-- JNLP File for Notepad -->
<jnlp spec="1.0+”
codebase="http://java.sun.com/docs/books/tutorialJWS/dep loyment/webstart/examples/"href="Notepad.jnlp”>
<information>
<title>Notepad Demo</title>
<vendor>The Java(tm) Tutorial: Sun Microsystems, Inc.</vendor>
<description>Notepad Demo</description>
<homepage
href="http://java.sun.com/docs/books/tutorial/deployment /webstart/running.html"/>
<description kind="short">ClickMeApp uses 3 custom classes plus several
standard ones</description>
<offline-allowed/>
</information>
<resources>
<jar href="Notepad.jar"/>
<j2se version="1.6+”
href="http://java.sun.com/products/autodl/j2se"/>
</resources>
<application-desc main-class="Notepad"/>
</jnlp>
Java Web Start (3)
Aplikacje Java Web Start domyślnie uważane są za niezaufane (untrusted)
Standardowe ograniczenia dla aplikacji JWS
Brak dostępu do dysku lokalnego
Pobieranie wszystkich JAR z tego samego serwera
Aplikacja może realizować połączenia wyłączenie do serwera, z którego zostały pobrane pliki JAR
Security Manager nie może być usunięty lub zamieniony
Nie można używać bibliotek natywnych
JNLP API: javax.jnlp
Bezpieczeństwo Java Web Start:
Aplikacje wykonywane w wydzielonym środowisku (sandbox)
Aplikacje podpisane – mogą mieć szersze uprawnienia w lokalnym systemie. Sprawdzana jest
integralność, niezaprzeczalność autentyczność
Ustawienie poziomu
bezpieczeństwa w pliku jnlp:
<security><all-permissions/></security>
Dziedziczenie
Dziedziczenie jest to mechanizm
paradygmatu programowania obiektowego
Przejmowanie stanu (pola) oraz zachowań (metody) obiektu z którego się dziedziczy
Tworzenie kategorii (generalization): Klasa bazowa stanowi kategorię (rodzinę typów) na bazie której mogą być tworzone inne typy
Nadpisywanie (overriding): zmienianie znaczenia zachowania się typu, z którego dziedziczmy
Ponowne wykorzystanie kodu (co-reuse), w innych typach.
Dziedziczone są wszystkie elementy klasy nadrzędnej z wyjątkiem konstruktorów.
Konstruktor klasy bazowej mogą być wołane z klasy, która dziedziczy.
Odwołanie do członków klasy bazowej po przez „super”. Wołanie konstruktora klasy bazowej: super();
Dwa określenia: klasa bazowa (super klasa, nadklas) i klasa potomna (podrzędna,
podklasa)
FIGURA Pole
Obwód
Pole Obwód
x y
Prostokąt Koło
Pole Obwód
obwód promień
… Pole Obwód
…
…
Jednokrotne dziedziczenie
W Javie można stosować wyłącznie jednokrotne dziedziczenie.
Dziedziczenie wielokrotne może powodować nieścisłość – wymagana jest dyscyplina programisty oraz precyzyjna znajomość mechanizmów języka.
Zachowanie polimorficzne możliwe do ociągnięcia po przez zastosowanie
interfejsów.
Co można robić na poziomie podklasy:
Dziedziczone pola mogą być używane bezpośrednio w podklasie
Można deklarować zmienne w podklasie o nazwach takich jak w klasie bazowej.
Niezalecane.
Możliwość deklaracji pól w klasie podrzędnej, które nie są w klasie bazowej.
Odziedziczone metody mogą być wykorzystywane w klasie podrzędnej bezpośrednio.
Możliwość nadpisywania metod z klasy nadrzędnej po przez identyczną deklarację.
Możliwość deklaracji metody statycznej w klasie podrzędnej, która przykryje metodę z klasy nadrzędnej
Możliwość deklaracji nowych metod w podklasie.
Możliwość napisania konstruktora w podklasie, który wywoła konstruktor klasy bazowej.
typ Object – jako przykład klasy bazowej
Klasa Object znajduje się na samej górze hierarchii dziedziczenia. Wszystkie obiekty dziedziczą po Object.
Klasa Object udostępnia zbiór metod, które powinny w miarę potrzeby zostać przeładowane w tworzonych klasach. Jest ich ok. 50. Przykłady:
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException
Implementuje interfejs Clonable.
public boolean equals(Object obj)
wykorzystywana do porównania dwóch obiektów. W podstawowej implementacji tej metody użyto operatora „==„, który daje poprawne wyniki raczej dla typów prymitywnych (porównanie wyłącznie referencji, tzn. czy to ten sam obiekt). Dlatego znając specyfikę klasy należy przeładować tą metodę.
protected void finalize() throws Throwable
wołana w przypadku, gdy obiekt jest niszczony przez Garbage Collector.
public final Class getClass()
zawraca nazwę klasy.
public int hashCode()
zwraca adres w pamięci w postaci heksadecymalnej.
public String toString()
Delegacja
Wykonanie zadania przez jakąś metodę jest wykonywane przez inną metodą – jest do tej drugiej metody delegowane przez pierwszą metodę.
Mechanizm używany w celu ułatwienia zarządzania kodem – wielokrotnego wykorzystania kodu.
W Javie jest to niepełny mechanizm. W C#
sprytnie zastosowany do obsługi zdarzeń.
Modyfikatory i rzutowanie obiektów
Podklasa nie dziedziczy elementów klasy bazowej z modyfikatorem private
W przypadku dziedziczenia z klasy, która posiada klasę zagnieżdżoną, ta klasa
zagnieżdżona ma dostęp do pól private klasy bazowej, w której jest zagnieżdżona a tym samym
podklasa ma niebezpośredni dostęp do pól private klasy bazowej.
Należy strać się stosować możliwe najbardziej restrykcyjny
modyfikator dostępu.
Możliwość rzutowania obiektu klasy podrzędnej na typ obiektu klasy bazowej;
Możliwość wymuszonego rzutowania np.:
Rower rower = new Rower();
Object obj = new Rower();
Rower newRower = obj;
(BŁĄD) – kompilator nie wie do jakiego typu został przypisany błąd. Jeśli obj nie jest typu Rower zostanie rzucony wyjątek.
Rower newRower = (Rower) obj;
W celu zabezpieczenia się przed
błędnym rzutowaniem można wykonać następujący test logiczny:
if (obj instanceof Rower) { Rower myBike = (Rower)obj;
}
Tablica modyfikatorów – zakres widoczności
Modyfikator Class Package Subclass Poza
Public Tak Tak Tak Tak
Protected Tak Tak Tak Nie
Bez mod.*) Tak Tak Nie Nie
Private Tak Nie Nie Nie
*) Bez modyfikatora – jest to tzw. widoczność publiczna, ale wyłącznie ramach pakietu.
Są to tzw. packag-private.
PakietA PakietB
subb
c a
b
Przykład: Określić widoczność
elementów klasy a po przez pozostałe klasy (b, subb, c)
Rozwiązanie Przykładu.
Modyfikator a b subb c
Public Tak Tak Tak Tak
Protected Tak Tak Tak Nie
Bez mod.*) Tak Tak Nie Nie
Private Tak Nie Nie Nie
Nadpisywanie i ukrywanie metod
Metoda Instancji z taką samą sygnaturą (nazwa oraz lista parametrów) oraz z tym samym zwracanym typem nadpisuje (override) metodę z klasy bazowej
Nadpisywanie pozwala korzystać z typów, które są dla nas prawie wystarczające natomiast częściowo chcemy zmienić ich zachowanie
Przeładowana metoda może zwrócić typ, który jest podtypem metody, która została przeładowana
Możliwość wykorzystania tagu @override w JavaDoc
Metoda, która przeładowuje daną metodą może używać jedynie modyfikatorów
silniejszych. Np. protected jeśli była public i priavte jeśli była public
Metoda klasy (Class Method) z taką samą sygnaturą (nazwa oraz lista parametrów) oraz z tym samym zwracanym typem przykrywa (hide) metodę klasy bazowej
Wersja metoda przykrytej, która
faktycznie zostanie wywołana zależy od tego czy wołamy na klasie bazowej czy podklasie.
Przykład dla metody klasy
Natomiast w przypadku wystąpienia w podklasie pól o takich samych
nazwach jak w klasie bazowej
następuje ich przykrycie przez pola z podklasy. Odwołanie do tych pól możliwe jedynie przez „super”
Uwaga! Jeśli nie chcemy, aby dana metoda została nadpisana należy ją zadeklarować z modyfikatorem final. Wiele metod z Object jest final.
Również jeśli nie chcemy, aby dana klasa była rozszerzana stosujemy final. Przydatne w sytuacji, gdy implementujemy typy niemutowalne np.. String.
Polimorfizm
Mechanizm paradygmatu programowania obiektowego
Polimorfizm pozwala wirtualnej maszynie na określenie w
trakcie wykonywania
programu, która wersja metody powinna zostać wywołana. W trakcie kompilacji nie można stwierdzić jaką referencję będzie przechowywała zmienna typu computer
toString()
toString() toString()
notebook workstation computer
Interfejsy
Abstrakcyjny typ pozwalający na specyfikację interfejsów
Obiekty definiują sposób zachowania po przez metody jakie eksponują – określają tym samym swój interfejs.
Wykorzystanie w klasie interfejsu wymaga implementacji wszystkich jego metod, chyba, że klasa jest klasą abstrakcyjną
Interfejs deklaruje się za pomocą słowa kluczowego interface
Interfejsy mogą zawierać jedynie metody oraz pola statyczne (definiowane jako static lub final).
Można pominąć te modyfikaotry.
Zastosowanie interfejsu w danej klasie oznaczane jest za pomocą słowa implements
Pozwala na użycie obiektu, bez koniczności znajomości jego typu np. przy sortowaniu – nie musimy wiedzieć dokładnie jaki typ obiektu będzie sortowany.
[modyfikator] interface InterfaceName [extends inne interfejsy] {
//deklaracje stalych
// deklaracje metod abstrakcyjnych }
Przykład:
public interface Zwierze { void jedz(jedzenie j);
}
public class Kot implements Zwierze { public boolean chasePrey(Prey p) { // programming to chase prey p }
public void eatPrey (Prey p) { // programming to eat prey p }
}
Interfejsy (2)
Interfejsy wykorzystywane do realizowania mechanizmu callback.
Oczywiście interfejs może rozszerzać inne interfejsy.
Interfejs może w przeciwieństwie do klas rozszerzać więcej niż jeden interfejs.
Interfejs, który nie jest wyspecyfikowany jako public widoczny jest jedynie dla klas w tym samym pakiecie. Mają zastosowanie zasady widoczności dla modyfikatorów przy dziedziczeniu klas.
Zalecenie! W przypadku rozszerzenia danego interfejsu o jakąś
metodę należy stworzyć nowy interfejs udostępniający zakładaną
funkcjonalność. Dodanie do uprzedniego interfejsu spowoduje
wygenerowanie błędu w klasach, które go implementują.
Klasy abstrakcyjne
Klasa abstrakcyjna, to klasa zadeklarowana z modyfikatorem abstract
Nie może być instancją natomiast może być dziedziczona
Może ale nie musi zawierać metod abstrakcyjnych
Natomiast klasa, która posiada metody abstrakcyjne musi być zadeklarowana jaka abstract
Metoda abstrakcyjna to metoda, która nie ma ciała
Klasa, która dziedziczy z klasy abstrakcyjnej musi implementować wszystkie metody klasy abstrakcyjnej lub być zadeklarowana jako abstract.
//Przykład metody abstrakcyjnej
abstract void doSomething(double zm1, double zm2);
//przykład klasy
public abstract class klasaAbstrakcyjna { //deklaracja pól
int zm1;
int zm2;
//deklarcja metod nieabstrakcyjnych public int suma(int x, int y){
return x+y;
}
//deklaracja metod abstrakcyjnych
public abstract int roznica(int x, int y);
}
Interfejs vs klasy abstrakcyjne, przykład …
W klasie abstrakcyjnej w przeciwieństwie do interfejsów mogą być pola non-static oraz mogą być implementacje metod.
Klasy abstrakcyjne mogą być wykorzystywane do koncepcji współdzielenia kodu.
Obiekty graficzne posiadają pewien podobny zbiór stanów oraz zachowań
Zamodelowanie w postaci hierarchii dziedziczenia z klasy abstrakcyjnej:
stan np. pola: aktualnaPozycja
zachowanie np. metody: przesunDo(), odrysuj(), zmienRozmiar()
Klasa abstrakcyjna może dziedziczyć niepełne zachowanie po interfejsie, tym samym nie musi implementować wszystkich metod interfejsu. Natomiast klasa, która dziedziczy po klasie abstrakcyjnej musi implementować pozostałe metody.
Obiekt graficzny
Prostokąt
linia krzywa
Koło
Przykład: http://www.developer.com/java/article.php/803891
Wprowadzenie do AWT
AWT – Abstract Window Toolkit,
wykorzystywany do budowy graficznych interfejsów
AWT do obsługi elementów interfejsu
użytkownika wykorzystuje natywne GUI. Wygląd GUI w tym przypadku jest analogiczny do GUI systemu operacyjnego, na którym uruchamiana jest aplikacja.
Jest to tzw. ciężki typ kontrolek, gdyż wołane są
odpowiednie funkcje systemowe
Graphical User Interfece
GUI zbudowane jest z elementów graficznych nazywanych
komponentami. Komponentami są np. przyciski, pola tekstowe, paski, etc…
Klasą bazową dla wszystkich typów komponentów graficznych jest Component -> patrz hierarchia dziedziczenia
Komponenty znajdują się w kontenerach. Kontenery zarządzają rozkładem komponentów, w których się znajdują.
Kontenery są również komponentami i tym samym mogą być umieszczane w innych kontenerach.
Kontenery są instancją klasy Container lub jej podklas
Odświeżanie komponentów graficznych
Powodowane przez system
Komponent graficzny powinien zostać narysowany po raz
pierwszy
Komponent zmienił rozmiar
Zawartość komponentu została przysłonięta
Powodowane przez aplikację
Aplikacja uznaje, że jej stan wewnętrzny wymaga
przemalowania komponentu
Powodowane przez system
Z wątku obsługi zdarzeń zostanie wywołana metoda paint()
Powodowane przez aplikację
Aplikacja woła repaint()
Z wątku obsługi zdarzeń zostanie wywołana metoda update() (scalanie wywołań !)
Standardowa realizacja
update() najpierw wypełni tło aktualnym kolorem tła
komponentu, następnie
wywoła metodę paint()
Metoda paint()
Programista dostarcza implementację metody, tego co de facto chce narysować
Należy przeładować metodę:
public void paint(Graphics g)
Graphics przedstawia kontekst graficzny, dla którego można ustawić: kolor, czcionkę, współrzędne, region obcinania
Kod związany z rysowaniem powinien być umieszczany w tylko w ciele metody paint() lub metodach przez nią wołanych.
Przykład metody paint()
Klasa Komponent – wybrane metody (1)
getBackground/setBackground
getForeground/setForeground
Zmiana domyślnego koloru przedniego planu
Kolor jest dziedziczony przez obiekt Graphics dla komponentu
getFont/setFont
Ustawia/zwraca aktualny kolor czcionki
Kolor jest dziedziczony przez obiekt Graphics dla komponentu
paint
Wołana za każdym razem, kiedy użytkownik wywołuje metodę
repaint lub następuje zmiana komponentu (przesunięcie okienka,
przesłonięcie, etc …)
Klasa Komponent – wybrane metody (2)
setVisible
eksponuje lub ukrywa komponenty
szczególnie użyteczne dla ramek i okienek dialogowych
setSize/setBounds/setLocation
getSize/getBounds/getLocation
ustawia fizyczne aspekty komponentu: rozmiar oraz pozycję
list
wyświetla informacje na temat komponentu. Zawiera użyteczne informacje do debugowania.
invalidate/validate
wskazuje menadżerowi rozkładu, żeby przywrócić poprzedni
getParent
zwraca okno, w którym jest zamknięty lub null
Lightweight components
Lekkie komponenty dziedziczą bezpośrednio z klasy Component, nie z natywnych
dostarczanych przez system (tzw. peer).
Implementują bezpośrednio look’n’feel, rzadziej delegując go do systemu.
Lekkie komponenty efektywniej gospodarują
zasobami. Mogą być przeźroczyste i nie muszą być prostokątami.
Przykładami zbioru lekkich komponentów jest
Swing.
Klasa Canvas
Jest to miejsce, w którym można rysować
Płótno nie ma żadnego menadżera rozkładu, nie może zawierać innych komponentów
Dziedziczy się z Canvas i przeładowuje funkcję paint() w celu tworzenia własnego komponentu.
Np. do tworzenia
obrazkowego przycisku
Wymiarowanie Płótna:
setSize(wysokosc, szerokosc)
Dodawania Płótna do aktualnego okna:
add(plotno)
lub dodawanie do okna z LayoutManager
add(canvas,
BorderLayout.Region_Name);
Malowanie zawartości. Przeładowanie metody Pain
public void paint(Graphics g) { setBackground(Color.LIGHT_GRAY);
//odrysowanie prostokąta g.drawRect(0, 0, 99, 49);
//odrysowanie ciągu znaków g.drawString(„Płótno", 20,20);
}
Klasa Panel
Główne przyczyny
W celu grupowania komponentów
Komponenty użytkownika, które wymagają zagnieżdżenia – A custom component that requires embedded components
Domyślnym menadżerem rozkładu jest FlowLayout
Ogranicza komponenty do ich preferowanych rozmiarów (minimalnych)
Komponenty zostają w nim umieszczone od lewej do prawej
Tworzenie i korzystanie z panelu:
Tworzenie panelu: Panel panel = new Panel();
Dodawanie komponentów do Panelu:
panel.add(someComponent);…
Klasa Panel (2)
Dodanie Panelu do Kontenera:
Ażeby dodać panel do zewnętrznego kontenera:
container.add(panel);
Ażeby dodać panel do istniejącego kontenera: add(panel);
Dodawanie panelu do kontenera z rozkładem BorderLayout:
container.add(panel,region);
W klasie Panel brakuje eksplicite funkcji wymiarującej rozmiar Panelu. Rozmiar Panelu determinują
komponenty. Panel, który nie przechowuje komponentów
ma rozmiar 0.
Klasa Container
Przodek dla wszystkich rodzajów okien z wyjątkiem Canvas
Dziedziczy wszystkie metody komponentu
Użyteczne metody dla Container
add
Dodanie komponentu do kontenera.
Jeśli użyty jest BorderLayout, można określić, w którym miejscu umieścić komponent
remove
Usuwa komponent z okna (kontenera)
getComponents
Zwraca tablicę komponentów w danym oknie
Używany przez menadżera rozkładów
setLayout
Zmienia menadżera rozkładu skojarzone z danym oknem
Klasa Frame
Główny cel
Aplikacje tzw. stand-alone z własnym paskiem menu i paskiem tytułu, obramowaniem, kursorem oraz ikoną
Może zawierać inne komponenty GUI
Domyślny LayoutManager: BorderLayout
Przełączenie Manager’a: setLayout(new FlowLayout());
Tworzenie i używanie dwóch rodzajów okien:
Ze stałym rozmiarem
Dopasowujących się do tego co zawierają (metoda pack())
Uwaga! Dziwne zachowanie ramki, w przypadku, gdy się
do niej doda komponent, po wywołaniu metody visible
Zamykana ramka
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
public class CloseableFrame extends Frame { public CloseableFrame(String title) {
super(title);
enableEvents(AWTEvent.WINDOW_EVENT_MASK);
}
public void processWindowEvent(WindowEvent event) { super.processWindowEvent(event); // Handle listeners if (event.getID() == WindowEvent.WINDOW_CLOSING) { System.exit(0);
} } }
Uwaga! W przypadku apletu zamiast funkcji System.exit należy użyć dispose()
Klasa Dialog
Cele użycia
Uproszona ramka. Brak możliwości określenia kursora, ikony, paska menu, etc…
Okienko Dialog zamraża interakcję z innymi komponentami AWT do momentu jego zamknięcia
Standardowy LayoutManager: BorderLayout
Tworzenie i używanie:
Podobnie do ramki, jednakże konstruktor bierze dwa dodatkowe argumenty: ramkę z której jest wołany oraz wartość logiczną określającą czy jest modalny czy nie.
Dialog dialog = new Dialog(parentFrame, titleString, false);
Dialog modalDialog = new Dialog(parentFrame, titleString, true);
java.awt oraz hierarchia
dziedziczenia
Budowa interfejsu graficznego
Każdy interfejs można
zaprezentować w postaci drzewa, którego korzeniem jest Container, a liśćmi są
komponenty (przyciski, pola tekstowe, etc…)
Przykład ->
następny slajd
Typy kontenerów:
Window – najwyższa warstwa w GUI (okno).
Window nie jest podłączany do żadnego innego kontenera. Instancja obiektu Window nie ma krawędzi, ani tytułu.
Frame – najwyższa warstwa w GUI (okno), która posiada tytuł oraz krawędź. Instancja Frame może posiadać pasek menu (menubar)
Dialog – najwyższa warstwa w GUI z krawędzią i tytułem. Instancja Dialog nie może istnieć bez skojarzenia z konkretną instancją Frame.
Panel – generyczna postać kontenera, który może przechowywać komponenty. Instancja Panel
oferuje kontener, do którego mogą być dodawane komponenty.
Kontrolki GUI - AWT
Automatycznie rysowane, nie potrzeba przeładowywać metody paint.
Pozycjonowane są przez menadżera rozkładów.
Używają natywnych okienek systemowych tzw. widgets.
Adoptują look ‘n’ feel systemu, na którym są uruchamiane.
Typowo używane zdarzenia wysokopoziomowe:
Przykład: dla przycisków nie potrzeba monitorować kliknięć myszki, dodatkowo system operacyjny wyzwala przycisk w momencie uderzenia „ENTER” na klawiaturze, kiedy dany przycisk jest w fokusie.
