Clase și obiecte. Sintaxă și semantică

Clasa stă de fapt la baza programării orientate e obiecte, pe ea este construit întregul limbaj Java, deoarece clasa definește obiectul.

O clasă reprezintă un șablon sau un tip de bază pentru crearea obiectelor. Este un tip abstract de date definit de programator. Atunci când definim o clasă nouă creăm un nou tip de date.

O clasă descrie un set de caracteristici (date, atribute sau variabile de instanță) și comportamente (funcționalitate, metode sau funcții) pe care obiectele create din acea clasă le vor avea. Clasa în POO întrunește toate obiectele de una şi aceeași natură, ceea ce înseamnă că obiectele care aparțin uneia și aceleiași clase au una şi aceeași structură şi comportament.

Sintaxa de definire a unei clase este: 

Prima parte din declarația unei clase o constituie modificatorii de acces care sunt opționali. După numele clasei putem specifica, dacă este cazul, faptul că respectiva clasă este subclasă a unei alte clase cu numele nume_super_clasă, sau/şi că implementează una sau mai multe interfeţe ale căror nume trebuie separate prin virgulă.

Corpul unei clase este cuprins între { } şi are ca conţinut:

• declararea şi inițializarea variabilelor de instanţă şi de clasă;
• declararea şi implementarea constructorilor;
• declararea şi implementarea metodelor de instanţă şi de clasă;
• declararea unor clase interne.

Reţineţi!

• într-un fișier Java pot fi definite mai multe clase;
• într-un fișier Java numai o clasă poate avea modificatorul public;
• fișierul Java ce conține o clasă publică trebuie să fie cu același nume ca și clasa publică.

O clasă poate avea unul din următoarele cuvinte rezervate în declarația acestora:

Exemplu de declarație de clasă: 

În Java orice clasă conţine 2 tipuri de elemente : atribute (variabilele) şi metode. 

Variabilele unei clase se declară înaintea metodelor, (deşi nu este impus de compilator acest lucru), şi sunt vizibile în toate metodele respectivei clase.

Variabilele declarate în cadrul unei metode sunt locale metodei respectivei.

O variabilă de declară respectând sintaxa :

[modificatori] tip_variabila nume_variabila [=valoareInitiala];

Modificatorii pot fi :
1) modificatori de acces:

2) unul din cuvintele rezervate:

- static: indică că variabila este variabilă de clasă şi nu de instanță;

             De exemplu: static int varClasa; int varInstanta;

- final: indică faptul că valoarea variabile nu poate fi modificată, declararea constantelor;

             De exemplu: final double PI = 3.14;

- transient – folosit pentru a specifica dacă variabila membră participă în procesul de serializare sau nu (detalii tema ,,Serializarea obiectelor’’)

Exemplu:
class Exemplu {
double x; //variabila vizibila in clasa data si pachetul din care face parte clasa
protected static int n; //vizibila in clasa data si in subclasele același pachet cu clasa data
public String s="abc"; // variabila s de tip șir de caractere fi vizibila oriunde
final int MAX=1000; // constanta de tip întreg
}

O metodă se declară respectând sintaxa:

[modificatori] tipReturnat numeMetoda ([lista_argumente])
[throws tipExceptie1, tipExceptie2,...]{
// corpul metodei
}

Modificatorii pot fi
1) un specificator de acces: public, protected, private;
2) unul din cuvintele rezervate :
 - static: semnifică că metoda este de clasă şi nu de instanţă.
       De exemplu: void metodaInstanta(); 

             static void metodaClasa();
- abstract: semnifică că o metodă este abstractă,adică nu are implementare şi obligatoriu face parte dintr-o clasă abstractă. (tema Clase şi metode abstracte)
- final: indică că metoda nu mai poate fi supradefinită în subclasele clasei în care ea este definită ca fiind finală. Se folosești atunci când nu dorim ca metoda să fie modificată în subclasele clasei date;
- synchronized: este folosit în cazul în care se lucrează cu mai multe fire de execuție.

O metodă poate sau nu să returneze o valoare la finisarea execuției. Tipul returnat poate fi un tip primitiv de date sau o referință la un obiect al unei clase. 

Atunci când o metodă nu returnează nimic trebuie obligatoriu de specificat cuvântul cheie ,,void’’ ca fiind tipul returnat de aceasta.
De exemplu:
                   public void afisare(){

           System.out.println("Rezultat ");

         }
Dacă o metodă trebuie să returneze o valoare, la terminarea funcției trebuie să apară obligatoriu instrucțiunea return urmată de rezultat compatibil cu tipul metodei.
De exemplu:

int metoda(){ return 1; // corect

}

int metoda(){ return 1.5; //eroare

}

int metoda(){ return (int)1.5;

}

Dacă valoarea returnată este o referință la un obiect al unei clase atunci clasa obiectului returnat trebuie să coincidă sau să fie o subclasă a clasei specificate la declararea metodei.
De exemplu, fie clasa Poligon şi subclasa ei Patrat:

a) Poligon metoda1(){
    Poligon p=new Poligon();
    Patrat t=new Patrat();
    if (...) return p; 

      else t; 

  }

b) Patrat metoda2(){
    Poligon p=new Poligon();
    Patrat t=new Patrat();
    if (...) return p;//ilegal
    else t; 

  }

Lista de argumente este opţională la declararea metodei, dar dacă aceasta este atunci va avea forma:

<tipVariabila1> <Variabila1> , ... , <tipVariabilaN> <VariabilaN>

variabila1,...,variabilaN se numesc parametri formali.
Parametri formali sunt acei parametri care apar la definirea metodei. La apelarea metodei sunt parametri actuali, iar valorile acestora se transmite parametrilor formali.
Nu este posibil ca doi parametri formali să conțină același nume.

După cum am meționat clasa este un șablon sau model după care se crează obiecte. Atunci când creăm un obiect, în limbaj POO, spunem că instanțiem o clasă.

Deci în cele ce urmează vom studia cum se instanțiază o clasă. Pentru ceasta se va respecta sintaxa: 

Denumire_clasă denumire_obiect = new Denumire_clasă();

Odată creat obiectul poate fi folosit pentru a: afla informații despre obiect, schimba starea obiectului, executa unele acțiuni.

Obiectul accesează metodele şi datele clasei sale prin intermediul operatorului ,, .’’ folosind sintaxa:

denumire_Obiect.variabilă;

denumire_Obiect.numeMetoda();

Exemple:

elev1.nume="Ion";

elev1.virsta=20;

elev1.bursa();

elev1.setNume("Ion");

Deci procesul prin care creăm obiecte pentru o clasă, de fapt în POO poartă denumirea de instanțierea unei clase și de fapt implică următoarele:

1) declararea variabilei de tipul clasei care va referi un obiect: 

numeClasa numeObiect;

    De exemplu: Elev elev1;

2) instanţiere – se realizează cu operatorul new() şi are ca efect crearea obiectului cu alocarea spaţiului de memorie corespunzător: 

numeObiect = new numeClasa();

    De exemplu: elev1 = new Elev();

3) iniţializare – se realizează prin intermediul constructorilor clasei respective, are loc de fapt împreună cu instanţierea, urmează imediat după operatorul new.

Parantezele rotunde de după identificatorul numeClasa(); indică că acolo este de fapt un apel la unul din constructorii clasei. Deci instanţierea şi iniţializarea au forma:

numeObiect = new numeClasa([argumente_constructor]);

De exemplu: elev1 = new Elev("Ion",20);
Sintaxa de declarare și instanțiere pot fi scrise în codul sursă atât separat, cât și împreună printr-o singură construcție de forma: 

 

numeClasa numeObiect = new numeClasa([argumente_constructor]);

De exemplu: Elev elev1 = new Elev("Ion",20);