Klasy i obiekty - co to jest

Klasa to definicja / opis grupy obiektów o takich samych cechach (atrybutach) i funkcjach (metodach). Możemy powiedzieć, że klasa to szablon, który określa cechy i funkcje obiektów określonego typu. Słowo "klasa" jest w rzeczywistości synonimem słowa "typ". Obiekt określonego typu/klasy ma określone parametry (cechy, atrybuty) oraz może realizować określone funkcje (metody).

Ale w programie obiektowym w Javie klasa jako "szablon" obiektów jest już sama w sobie istniejącym bytem - strukturą, z której możemy skorzystać, jeśli są w niej dostępne tzw. elementy (atrybuty i metody) klasy - elementy statyczne. Patrz Statyczne i niestatyczne elementy klasy (static vs. non-static).

Czyli jeśli mamy klasę i utworzymy obiekt tej klasy, to w rzeczywistości mamy już do dyspozycji w programie dwa elementy - dwie struktury:

Pokazano to na przykładzie dostępnym niżej (patrz Przykład pokazujący klasę jako strukturę "szablonu" dla obiektów niezależną od obiektów tej klasy.).

Obiekt danej klasy to konkretny, realny egzemplarz danego typu/klasy, utworzony za pomocą specjalnej metody - konstruktora (patrz Konstruktor obiektów danej klasy).

Każdy egzemplarz danej klasy / danego typu - obiekt - jest zgodny z szablonem, który stanowi definicja klasy.

W Javie nazwy klas zaczynamy od wielkiej litery.

Jeśli zdefiniujemy klasę bez żadnych elementów, wówczas domyślnie zostanie utworzona dla takiej klasy jedna metoda - tzw. pusty konstruktor.

Następująca definicja klasy...

class MojaKlasa {
} 

...jest równoważna definicji pokazanej niżej, w której występuje jedna metoda - pusty konstruktor służący do tworzenia obiektów danej klasy:

class MojaKlasa {
    MojaKlasa() {
    }
} 

Zauważ, że nazwa metody - konstruktora jest identyczna z nazwą klasy, czyli zaczyna się od wielkiej litery, chociaż zwyczajowo nazwy wszystkich metod w Javie rozpoczynamy małą literą. Konstruktor jest wyjątkowym typem metody.

Pusty, domyślny konstruktor jest generowany wyłącznie wówczas, gdy w definicji klasy nie ma żadnego konstruktora.

Zadaniem domyślnego konstruktora jest wywołanie bezargumentowego konstrutora klasy nadrzędnej - klasy, z której dana klasa jest odziedziczona. W najprostrzym przypadku jest to klasa java.lang.Object.

Obiekty danej klasy to konkretne wystąpienia (instancje) tej klasy.

Nazwy atrybutów, zmiennych i metod w Javie zaczynamy zwyczajowo od małej litery.

Przykład definicji klasy z jednym atrybutem i dwiema metodami. Możesz też samodzielnie zdefiniować własny konstruktor lub nawet kilka różnych konstruktorów.

class Coin {
    int value;    // atrybut 

    int getValue() {    // metoda, która zwraca wartość typu int
        return value;
    }    
    
    void displayValue() {    // metoda, która nie zwraca żadnej wartości lecz wyświetla wartość atrybutu value
        System.out.println( value );    
    }
}

Przykład definicji klasy ze zdefiniowanymi dwoma konstruktorami:

class Coin {
    int value;    // atrybut 
    
    Coin() {    // konstruktor domyślny - metoda bez parametrów
        value = 1;    // domyślnie ustaw wartość monety na 1
    }    
    
    Coin( int coinValue ) {    // konstruktor z parametrem
        value = coinValue;    // ustaw wartość monety na coinValue
    }    
}

Zwróć uwagę na fakt, że w wypadku metody - konstruktora nie określamy zwracanego typu. Wpisanie kodu void Coin() wygeneruje błąd kompilacji.

Jeśli nie przeczytałeś dotychczas sekcji Języki programowania → Klasyfikacja języków ze względu na paradygmat programowania → Języki obiektowe, zajrzyj tam koniecznie teraz - kliknij następujący odsyłacz: Języki obiektowe.

Żeby program mógł zadziałać, w głównej klasie programu musi być zdefiniowana metoda o nazwie main zadeklarowana w specyficzny sposób. Metoda main powinna wystąpić tylko w jednej - głównej klasie. Niżej pokazana jest definicja klasy Coin, którą można skompilować i uruchomić.

1. Zapisz plik z podanym niżej kodem pod nazwą Coin.java

2. Skompiluj w wierszu poleceń (javac Coin.java).

3. Uruchom w wierszu poleceń (java Coin).

W programie tym zostaną utworzone dwa obiekty klasy Coin, a następnie zostanie wywołana metoda displayValue() każdego z tych obiektów.

class Coin {
    int value;    // atrybut 

    //KONSTRUKTORY:

    Coin() {    // konstruktor domyślny - metoda bez parametrów
        value = 1;    // domyślnie ustaw wartość monety na 1
    }    
    
    Coin( int coinValue ) {    // konstruktor z parametrem
        value = coinValue;    // ustaw wartość monety na coinValue
    }    

    //ZWYKŁE METODY KLASY:

    int getValue() {    // metoda, która zwraca wartość typu int
        return value;    // zwróć wartość monety
    }    
    
    void displayValue() {    // metoda, która nie zwraca żadnej wartości lecz wyświetla wartość atrybutu value
        System.out.println( value );    // wyświetl wartość monety
    }

    //METODA URUCHAMIAJĄCA PROGRAM:

    public static void main( String[] a ) {
        Coin coinA = new Coin();	// utwórz obiekt klasy Coin przy użyciu konstruktora bez parametrów
        Coin coinB = new Coin( 5 );	// utwórz obiekt klasy Coin przy użyciu konstruktora z parametrem

        coinA.displayValue();	// w konsoli zosatnie wyświetlona wartość 1
        coinB.displayValue();
    }    

}

Przykład pokazujący klasę jako strukturę "szablonu" dla obiektów niezależną od obiektów tej klasy. Klasa ClassA jako struktura jest dostępna natychmiast po uruchomieniu programu, zanim tworzony jest pierwszy obiekt tej klasy - obiect1. Ponadto natychmiast dostępne są wszystkie statyczne elementy tej klasy

//TEN PROGRAM MUSI BYĆ ZAPISANY W PLIKU ClassAsAutonomousStructure_Program.java
//NALEŻY GO SKOMPILOWAĆ PRZY UŻYCIU POLECENIA javac ClassAsAutonomousStructure_Program.java
//NALEŻY GO URUCHOMIĆ PRZY UŻYCIU POLECENIA java ClassAsAutonomousStructure_Program


class ClassA {        // klasa z dwoma atrybutami statycznymi i jednym niestatycznym
	static int staticAttribute;	

	static int getStaticAttribute() {
		return getStaticAttribute;
	}

	int attribute;
}


class ClassAsAutonomousStructure_Program {
	public static void main( String[] args ) {
		ClassA.staticAttribute = 100;
		//ClassA.attribute = 2; 	// ERROR - attempt to acces non-static element from static context
		
		System.out.println( "ClassA.staticAttribute: " + ClassA.staticAttribute );	// static field accessible in the class ClassA before the object of this class is created
		System.out.println( "ClassA.getStaticAttribute(): " + ClassA.getStaticAttribute() );	// static method accessible in the class ClassA before the object of this class is created

		ClassA obiect1 = new ClassA();
		obiect1.attribute = 1;
		obiect1.staticAttribute++;		// static field is accessible also through the instantiated object of class ClassA 
		System.out.println( "obiect1.attribute: " + obiect1.attribute );
		System.out.println( "obiect1.staticAttribute: " + obiect1.staticAttribute );		
		System.out.println( "ClassA.staticAttribute: " + ClassA.staticAttribute );	

		ClassA obiect2 = new ClassA();
		obiect2.attribute = 3;
		obiect2.staticAttribute++;		
		System.out.println( "obiect2.attribute: " + obiect2.attribute );
		System.out.println( "obiect2.staticAttribute: " + obiect2.staticAttribute );				
		System.out.println( "ClassA.staticAttribute: " + ClassA.staticAttribute );		// here you can see that the static field ClassA.staticAttribute is associated 
																						// actually with the class and NOT with any object of this class
	}
}

____________________________________________________________________________________________________________