13 KiB
13 KiB
Metody
- Naprostá většina programů je netriviální a rozsáhlá
- Často potřebujeme jeden výpočet provést vícekrát
- Pokud všechen výkonný kód napíšeme jen do metody
main
(), budou se části kódu opakovat
- Pokud všechen výkonný kód napíšeme jen do metody
- Potřeba dekompozice
- Rozdělení problému na menší podproblémy
- Tyto podproblémy lze rozdělit ještě na menší podproblémy
- Tak postupujeme dále, až dostaneme elementární podproblémy, které jsou snadno řešitelné => postupujeme hierarchicky odshora dolů
- Snadno řešitelné elementární podproblémy mohou být reprezentovány metodami
- Použití metod
- Program se snáze navrhuje
- Je rozdělen na elementární části reprezentované metodami
- Je možné vytvářet program po krocích
- Zdrojový kód je přehlednější
- V daném místě se lze soustředit jen na jednu konkrétní část algoritmu
- Program se snáze navrhuje
Popis metod a terminologie
- metody jsou úseky kódu (podprogramy), které provádějí nějaký výpočet
- Metody by neměly být příliš dlouhé (cca na jednu obrazovku) a měly by dělat jednu jasně definovatelnou činnost popsanou jejich názvem
- Je třeba rozlišovat deklaraci/definici metody a volání/použití metody
Deklarace metody
- Deklarace metody znamená, že vytvoříme (napíšeme) metodu
- včetně jejího názvu a výkonného kódu
- POZOR! – Tento kód se však provede až při volání metody
- Každá metoda se skládá z hlavičky a těla
- Hlavička metody
- Obsahuje „popis vlastností“ metody včetně jejího jména
právo static návratováHodnota název(parametry)
- Např.
public static double naDruhou(double x)
- Např.
public
je přístupové právostatic
značí, že se jedná o statickou metody třídy- Existují i metody bez
static
, tzv. metody instance, kterých je ve skutečnosti většina
- Existují i metody bez
- Název metody začíná malým počátečním písmenem, každé další slovo víceslovného názvu začíná velkým písmenem
- Podobně jako u názvu proměnných
- U dokumentačního komentáře metody se uvádí alespoň jedna řádka popisující účel metody, případné parametry metody a návratová hodnota jsou popsány na dalších řádkách
- např.:
/** * Ukazka deklarace metod - vypocet vzdalenosti dvou bodu v rovine * @author Tomas Potuzak * @version 1.0 (2018-08-13) */
- Tělo metody
- Obsahuje výkonné příkazy uzavřené do složených závorek
- V Javě se otevírací závorka píše na řádku hlavičky metody
- Metoda je jednoznačně určena třídou, ve které je deklarována, svým názvem, počtem, typem a pořadím svých parametrů a návratovou hodnotou
- Přesto se ve vysvětlujícím textu (nikoliv ve zdrojovém kódu) běžně používá pouze název metody se závorkami (např.
naDruhou
()), pokud nehrozí záměna za jinou metodu
- Přesto se ve vysvětlujícím textu (nikoliv ve zdrojovém kódu) běžně používá pouze název metody se závorkami (např.
- Každá metoda musí být deklarována přímo uvnitř třídy
- Není možné deklarovat metodu mimo třídu
- Není možné deklarovat metodu uvnitř jiné metody
- Metody se typicky deklarují po deklaraci proměnných (např. deklarace
Scanner
u) kvůli přehlednosti- Mohou být ale deklarovány kdekoliv uvnitř třídy
- Pořadí deklarace metod je (v Javě) irelevantní, každá metoda je platná (je viditelná) v celé třídě => metoda může být deklarována až za místem, kde již byla volána
Volání (použití) metody
- Volání metody znamená, že se provede kód umístěný v těle metody na místě programu, kde metodu voláme (použijeme)
- Pokud chceme metodu použít (tj. chceme, aby provedla svou činnost (výpočet) na určitém místě), použijeme její jméno a do závorek napíšeme hodnoty skutečných parametrů, které nahradí formální parametry v hlavičce metody
- Pokud použijeme metodu ve stejné třídě, jako ve které je deklarována (tj. voláme ji z jiné metody téže třídy), voláme ji pouze jejím jménem a hodnotami parametrů
metoda(parametry);
- Pokud použijeme metodu vně třídy, ve které je deklarována, musíme před název metody přidat název třídy, ve které je deklarována (tečková notace)
Třída.metoda(parametry);
- Toto platí pouze pro metody označené klíčovým slovem
static
Lokální proměnné
- Jsou definovány UVNITŘ metod
Viditelnost lokálních proměnných
- Jsou viditelné (tj. mohu je používat pro čtení a zápis) pouze uvnitř metody
- Jsou viditelné od místa (řádky), kde byly deklarovány
- Jsou viditelné do konce bloku, ve kterém byly deklarovány
- Rozdíl oproti proměnným definovaným UVNITŘ třídy, ale VNĚ metod (proměnné třídy), které jsou viditelné v rámci třídy i před místem deklarace (podobně jako metody)
- Pokud jsou deklarovány přímo v těle metody (tj. ne uvnitř vnořeného bloku), jejich viditelnost končí s tělem metody
- Pokud jsou definovány uvnitř vnořeného bloku (např. v příkazu if nebo v cyklu), jejich platnost končí koncem bloku
- Zastíní proměnnou třídy (a instance) pokud se jmenuje stejně
- Je možné deklarovat lokální proměnnou, která se jmenuje stejně jako proměnná třídy
- Společný název (identifikátor) pak odkazuje na LOKÁLNÍ proměnnou, ne na proměnnou třídy
- Potenciální zdroj problémů => je potřeba dát pozor, o jakou proměnnou se jedná (lokální/třídy/instance)
- IDE nástroje většinou druh proměnné odlišují barvou či řezem písma pro větší přehlednost
- Lokální proměnné ve vnořených blocích
- Všechny lokální proměnné deklarované před vnořeným blokem jsou platné (viditelné) i v tomto bloku => nelze definovat novou lokální proměnnou se stejným názvem
Inicializace lokálních proměnných
- Lokální proměnné nejsou implicitně inicializovány na
0, 0.0, false
nebonull
- Na rozdíl od proměnných třídy (a proměnných instance)
- Je vhodné je inicializovat ručně (explicitně)
- Např.
int i = 0;
Návratová hodnota metody a příkaz return
- Existují dva typy metod:
- Metody s návratovou hodnotnou (funkce)
- Metody bez návratové hodnoty (procedury)
Metody s návratovou hodnotou (funkce)
- Metoda může vracet návratovou hodnotu, která může být libovolného typu (základní datový typ, třída, pole, ...)
- Pokud metoda vrací návratovou hodnotu, jedná se o funkci
- Typ je specifikován těsně před názvem metody
- Pro určení návratové hodnoty uvnitř těla metody se používá příkaz (klíčové slovo)
return
, za který se uvede výraz s odpovídajícím typem výsledné hodnoty return výraz;
- Výraz může být libovolně komplikovaný nebo se může jednat o samotnou proměnnou (nebo výjimečně i pojmenovanou/nepojmenovanou konstantu)
- Volání metody s návratovou hodnotou
- Výsledkem volání metody je její návratová hodnota, ale může mít i další efekty
- Např. může ovlivnit hodnoty proměnných třídy (nebo mnohem častěji proměnných instance)
- Pokud je primárním výsledkem volání metody (funkce) její návratová hodnota, je většinou volána jako součást výrazu
- Pokud primárním výsledkem volání metody (funkce) je jiná činnost, kterou provádí, a návratová hodnota je (někdy) vedlejší, lze jí volat jako příkaz (tj. ne jako součást výrazu)
- Vrácená hodnota se zahodí (nikam se nepřiřadí a nepoužije se)
- Výsledkem volání metody je její návratová hodnota, ale může mít i další efekty
Metody bez návratové hodnoty (procedura)
- Metoda nevrací žádnou návratovou hodnotu, pouze provede nějakou činnost => pak se jedná o proceduru
- Při deklaraci metody se místo návratového typu uvede klíčové slovo void
- Např.
public void vypisNahodnaCisla()
- Např.
- Volání metody bez návratové hodnoty
- Metoda se volá pouze jako příkaz, nemůže být součástí výrazu jako metoda s návratovou hodnotou
Použití příkazu return
- Příkaz return okamžitě ukončí metodu, bez ohledu na to, kde se v metodě nachází
- Příkazů return může být v jedné metodě více (např. v každé větvi příkazu
if
)- Pokud metoda vrací návratovou hodnotu (jedná se o funkci), nesmí existovat větev, ve které by příkaz return nebyl (došlo by k chybě překladu)
- Za ním už se nesmí nacházet žádný příkaz, protože se nikdy nemůže provést (dojde k chybě překladu)
- Např. pokud je použit v příkazu
switch
, nemůžou být jednotlivé větve ukončeny příkazembreak;
, protože tento příkaz je nedosažitelný
- Např. pokud je použit v příkazu
- Příkaz
return
se může použít k předčasnému ukončení metody (např. proto, že parametr nemá platnou hodnotu) - Příkaz return se může použít i k předčasnému ukončení metody bez návratové hodnoty (procedury)
- Pak se použije samotný
return;
- Pak se použije samotný
Parametry metody
- Metoda může mít „neomezené“ množství parametrů
- Prakticky jich bývá pouze několik (žádný až cca 3 až 5)
- Více parametrů typicky svědčí o špatné dekompozici problému
- Parametry jsou popsány v závorce za názvem metody stejně jako deklarace proměnné typem a názvem
- Parametry mohou být libovolného typu
- Pokud má metoda více parametrů, jsou odděleny čárkou
- U každé proměnné musí být explicitně uveden datový typ, i když je více parametrů stejného datového typu za sebou
- Např.
double static secti(double a, double b)
- Prakticky jich bývá pouze několik (žádný až cca 3 až 5)
Formální a skutečné parametry metody
- Parametry definované v hlavičce metody (při deklaraci metody) se nazývají formální parametry
- Při volání metody jsou v závorce uvedeny skutečné parametry metody
- Musejí odpovídat počtem a datovým typem (ve správném pořadí)
- Může se jednat o proměnné, pojmenované/nepojmenované konstanty a výrazy (datový typ výsledku výrazu musí odpovídat datovému typu formálního parametru)
- Ve formálních parametrech (proměnných) jsou do metody předány hodnoty skutečných parametrů metody
- Tyto hodnoty typicky ovlivňují chování metody
- Formální parametry mají v těle metody všechny vlastnosti lokálních proměnných, typicky se ale jejich hodnoty jen čtou
- Je možné do nich přiřadit hodnotu, tím se ale ztratí hodnota předaná do metody => do formálních parametrů nové hodnoty v těle metody nepřiřazovat
Mechanizmus předání parametrů do metody
- Parametry jsou předávány vždy hodnotou
- Platí pro základní datové typy i reference
- Hodnoty skutečných parametrů jsou překopírovány a vloženy do odpovídajících formálních parametrů, přes které jsou hodnoty dostupné v těle metody
- Změnit hodnotu formálních parametrů v těle metody je možné, ale změna se nijak neprojeví vně metody
- Kromě toho se přepíše hodnota předaná do metody
Předávání řízení při volání metod
- Pokud je program rozdělen na metody, neběží lineárně od první řádky po poslední
- Při každém volání metody se „skočí“ na začátek těla metody a začne se provádět její kód
- Tzv. „předávání řízení“
- Při dosažení konce těla metody se skočí zpátky na místo, odkud byla metoda volána, a pokračuje se dalším příkazem
- Volání metody jako parametru jiné metody
- Pokud metoda vrací návratovou hodnotu a tato hodnota je použita jako parametr volání další metody, je možné si ji uložit do pomocné proměnné a tu pak použít jako parametr další metody
- Tento zápis je přehlednější
- Je však také možné volat metodu přímo ve volání další metody
- Tento zápis je úspornější, ale méně přehledný
- Oba zápisy se běžně používají
- Pokud metoda vrací návratovou hodnotu a tato hodnota je použita jako parametr volání další metody, je možné si ji uložit do pomocné proměnné a tu pak použít jako parametr další metody
Přetěžování metod (overloading)
- V jedné třídě může být deklarováno více metod se stejným jménem
- Metody se pak nazývají přetížené (overloaded)
Důvody k přetěžování metod
- Přetížené metody obvykle dělají podobnou činnost, ale mírně se liší
- Protože je možné metody přetížit, není nutné vymýšlet podobné názvy podobných metod, můžeme rovnou použít stejný název
- Dělají stejnou činnost pro různý datový typ
- Např. metoda
Math.abs()
je přetížena 4x pro typint, long, float a double
- Např. metoda
- Dělají stejnou činnost, ale s upřesněním
- Typicky přibudou další parametry
Požadavky na přetížené metody
- Přetížené metody MUSÍ mít různé hlavičky
- Musí se lišit počtem a/nebo typem a/nebo pořadím typů parametrů
- Nestačí, aby se lišily jen návratovou hodnotou
- Nestačí, aby se lišily jen názvem formálních parametrů
- Názvy formálních parametrů nejsou podstatné – používají se v těle metody, ale při jejím volání je důležitý pouze jejich typ
- Při volání překladač vybere podle skutečných parametrů metodu, která přesně odpovídá počtem, typem a pořadím parametrů