Что почитать: свежие записи из разных блогов

"Дайте определение понятию «метод»."
"Что такое сигнатура метода?"
"Какие методы называются перегруженными?"
"Могут ли нестатические методы перегрузить статические?"
"Расскажите о переопределение методов."
"Можно ли сузить уровень доступа/тип возвращаемого значения при переопределении метода?"
"Как получить доступ к переопределенным методам родительского класса?"
"Чем отличается переопределение от перегрузки?"

1. Метод в Java — это законченная последовательность действий (инструкций), направленных на решение отдельной задачи, которая вызывается по определенному имени. По сути, это аналог функций и процедур из более ранних (не ООП) языков. Только эти функции являются членами классов и для различия с обычными функциями, согласно терминологии объектно-ориентированного программирования, называются методами.

1.1. Методы определяются внутри классов.

1.2. Если тип возвращаемого значения не void, в теле метода должен быть хотя бы один оператор return [выражение], где тип выражения должен совпадать с типом возвращаемого значения. Этот оператор возвращает результат вычисления выражения в точку вызова метода.

1.2.1. Если тип возвращаемого значения – void, возврат из метода выполняется либо после выполнения последнего оператора тела метода, либо в результате выполнения оператора return без указания выражения (таких операторов в теле метода может быть несколько).

скрытый текст2. Сигнатура метода — это имя метода плюс его параметры (причем порядок параметров имеет значение). В сигнатуру метода не входит возвращаемое значение, бросаемые им исключения, а также модификаторы (в т.ч. public, protected, private, abstract, static, final, synchronized, native, strictfp).

3. В языке Java в пределах одного класса можно определить два или более метода, которые совместно используют одно и то же имя, но имеют разные сигнатуры. Когда это имеет место, методы называют перегру­женными, а о процессе говорят как о перегрузке метода (method overloading).

3.1. Когда метод вызывается, то по количеству фактических параметров и/или их типам среда выполнения Java определяет, какую именно версию перегруженного метода надо вызывать (тип возвращаемого значения во внимание не принимается, хотя, в принципе, он тоже может отличаться у разных версий перегруженных методов).

4. Кроме перегрузки существует также замещение, или переопределение методов (англ. overriding). Замещение происходит, когда класс потомок (подкласс) определяет некоторый метод, который уже есть в родительском классе, таким образом новый метод заменяет метод суперкласса. У нового метода подкласса должна быть та же сигнатура и тип возвращаемого результата, что и у метода суперкласса.

4.1. Переопределяемые методы лучше предварять аннотацией @Override. В этом случае компилятор получает возможность проверить, что вы переопределили метод, а не написали новый. Таким образом можно избежать некоторых ошибок из-за невнимательности.

4.2. В Java, когда подкласс содержит метод, переопределяющий метод суперкласса, то он может помимо своего метода вызывать и метод суперкласса при помощи ключевого слова super.

4.2.1. В отличие от вызова конструктора суперкласса вызов метода предка можно осуществлять в любом месте переопределенного метода потомка (не обязательно в первой строчке).

4.3. При переопределении метода нельзя сузить модификатор доступа к методу (например с public в MainClass до private в Class extends MainClass). Также обычно нельзя изменить тип возвращаемого значения (будет ошибка "attempting to use incompatible return type)". Но можно сузить возвращаемое значение, если они совместимы.

5. Итого, и при переопределении, и при перегрузке создаются методы с одинаковым именем. Но при перегрузке у них отличается сигнатура (то есть по факту создается новый метод без необходимости придумывать новое имя), а при переопределении нет (в результате уже существующий метод переопределяется).

5.1. При перегрузке необходимый метод определяется на этапе компиляции на основе сигнатуры вызываемого метода, тогда как при переопределении нужный метод будет выявлен во время выполнения исходя из реального типа объекта.

6. Модификатор static означает что метод статический, он принадлежит классу, а не конкретному его экземпляру. Из другого класса мы можем вызывать его так: [имя класса].[имя метода]().

6.1. Статические методы можно перегрузить. В том числе можно перегрузить его нестатическим методом.

6.1.1. Нельзя перегружать два метода в Java, если они отличаются только статическим ключевым словом (количество параметров и типов параметров одинаково). Т.к. их сигнатура при этом одинакова.

6.2. Статические методы не могут быть переопределены в точном смысле слова, при попытке это сделать просто будет создан другой статический метод с тем же именем. На практике это означает, что компилятор решит, какой метод будет выполняться во время компиляции, а не во время выполнения, как это происходит с переопределенными методами экземпляра (не будет полиморфизма).

"О чем говорят ключевые слова «this», «super», где и как их можно использовать?"

1. Слова this и super — это два специальных ключевых слова в Java, которые представляют соответственно текущий экземпляр класса и его суперкласса.

1.1. Один из примеров использования this и super — это вызовы конструкторов. Внутри класса для вызова своего конструктора без аргументов используется this(), тогда как super() используется для вызова конструктора без аргументов ("конструктора по умолчанию") суперкласса. Таким способом вызывать можно не только конструктор без аргументов, но и вообще любой другой конструктор, передав ему соответствующие параметры.

1.2. Также this и super в Java используются для обращения к переменным экземпляра класса и его суперкласса. К ним можно обращаться и без префиксов super и this, но только если в текущем блоке такие переменные не перекрываются другими переменными, т.е. если в нем нет локальных переменных с такими же именами, в противном же случае использовать имена с префиксами придется обязательно.

скрытый текст1.2.1. Классическим примером такого подхода является использование this внутри конструктора, который принимает параметр с таким же именем, как и у переменной экземпляра.

1.3. Во внутренних классах с помощью этих слов очень удобно ссылаться на внешний класс, используя форму записи Outer.this для его текущего экземпляра и Outer.super — для его родителя, где Outer имя внешнего класса.

2. Чем this и super похожи:
- И this, и super нестатические переменные, соответственно их нельзя использовать в статическом контексте ( в том числе нельзя использовать в методе main).
- И this, и super могут использоваться внутри конструкторов для вызова других конструкторов по цепочке.
- Внутри конструктора this и super должны стоять выше всех других выражений, в самом начале, иначе компилятор выдаст сообщение об ошибке. Из чего следует, что в одном конструкторе не может быть одновременно и this(), и super().

3. Чем this и super различаются:
- Переменная this ссылается на текущий экземпляр класса, в котором она используется, тогда как super — на текущий экземпляр родительского класса.
- Каждый конструктор при отсутствии явных вызовов других конструкторов неявно вызывает с помощью super() конструктор без аргументов родительского класса, при этом всегда остается возможность явно вызвать любой другой конструктор с помощью либо this(), либо super().

3.1. Имея дело с перегруженными конструкторами, удобно один конструктор вызывать из другого через ключевое слово this. При выполнении конструктора this() сначала выполняется перегруженный конструктор, который соответствует указанному списку параметров. Затем выполняются операторы, находящиеся внутри исходного конструктора, если таковые существуют.

3.1.1. Использование перегруженных конструкторов через конструктор this() позволяет исключить дублирование кода, уменьшая время загрузки классов. Но следует быть осторожным, так как конструкторы, которые вызывают конструктор this(), выполняются немного медленнее.

3.2. При отсутствии других явных вызовов сначала будет выполнен конструктор по умолчанию (без параметров) каждого суперкласса, начиная с базового. По умолчанию они вызываются в порядке подчиненности классов (сверху вниз). В этом есть определенный смысл. Поскольку суперкласс не имеет никакого знания о каком-либо подклассе, любая инициализация, которую ему нужно выполнить, является отдельной. По возможности она должна предшествовать любой инициализации, выполняемой подклассом. Поэтому она и должна выполняться первой.

"Как правильно организовать доступ к полям класса?"
"Какие модификации уровня доступа вы знаете, расскажите про каждый из них."

1. Модификаторы — ключевые слова, которые добавляются при инициализации для изменения значений. Язык Java имеет широкий спектр модификаторов, основные из них:
- модификаторы доступа;
- модификаторы класса, метода, переменной и потока, используемые не для доступа.

2. В Java существуют следующие модификаторы доступа:
- private: члены класса доступны только внутри класса;
- default (package-private) (модификатор, по-умолчанию): члены класса видны внутри пакета (если класс будет так объявлен он будет доступен только внутри пакета);
- protected: члены класса доступны внутри пакета и в наследниках;
- public: члены класс доступны всем;

скрытый текст2.1. Последовательность модификаторов по убыванию уровня закрытости: private, default, protected, public.

2.2. Во время наследования возможно изменения модификаторов доступа в сторону большей видимости. Так сделано для того, чтобы не нарушался принцип LSP («подкласс не должен требовать от вызывающего кода больше, чем базовый класс, и не должен предоставлять вызывающему коду меньше, чем базовый класс») для наследуемого класса.

2.2.1. Поэтому методы, объявленные как public в суперклассе, также должны быть public во всех подклассах. Методы, объявленные как protected в суперклассе, должны либо быть либо protected, либо public в подклассах; они не могут быть private. Методы, объявленные как private для всех не наследуются, так что нет никакого правила для них.

3. Переменная или метод, объявленные без модификатора контроля доступа доступны для любого другого класса в том же пакете.

3.1. При этом поля в интерфейсе неявно являются public, static, final, а методы в интерфейсе по умолчанию являются public.

4. Модификатор private — методы, переменные и конструкторы, которые объявлены как private в Java могут быть доступны только в пределах самого объявленного класса. Модификатор доступа private является наиболее ограничивающим уровенем доступа. Использование этого модификатора в Java является основным способом, чтобы скрыть данные.

4.1.Классы (исключая внутренние) и интерфейсы не могут быть private.

4.2. Переменные, объявленные как private, могут быть доступны вне класса, если получающие их открытые (public) методы присутствуют в классе. Например, пусть переменная format класса Logger является private, так что нет никакого способа для других классов, чтобы получить и установить её значение напрямую. Но можно определить два открытых (public) метода: getFormat(), который возвращает значение format, и setFormat(String), который устанавливает её значение.

5. Модификатор public — класс, метод, конструктор, интерфейс и т.д. объявленные как public могут быть доступны из любого другого класса. Поэтому поля, методы, блоки, объявленные внутри public класса могут быть доступны из любого класса. Благодаря наследованию классов, в Java все публичные (public) методы и переменные класса наследуются его подклассами.

5.1.Тем не менее, чтобы получить доступ к public классу в другом пакете, этот класс придется импортировать.

6. Модификатор protected — переменные, методы и конструкторы, которые объявляются как protected в суперклассе, могут быть доступны только для подклассов в другом пакете или для любого класса в пакете класса protected. Доступ protected дает подклассу возможность использовать вспомогательный метод или переменную, при этом не позволяя их использовать неродственным классам.

6.1. Модификатор доступа protected в Java не может быть применен к классу и интерфейсам. Методы и поля могут быть объявлены как protected, однако методы и поля в интерфейсе не могут быть объявлены как protected.

7. Почему бы не объявить все переменные и методы с модификатором public, чтобы они были доступны в любой точке программы вне зависимости от пакета или класса? Возьмем, например, поле age, которое представляет возраст. Если другой класс имеет прямой доступ к этому полю, то есть вероятность, что в процессе работы программы ему будет передано некорректное значение, например, отрицательное число. Подобное изменение данных не является желательным.

7.1. Поэтому рекомендуется как можно больше ограничивать доступ к данным, чтобы защитить их от нежелательного доступа извне (как для получения значения, так и для его изменения). Использование различных модификаторов гарантирует, что данные не будут искажены или изменены не надлежащим образом. Подобное сокрытие данных внутри некоторой области видимости называется инкапсуляцией.

7.2. В теории часто рекомендуется использовать для полей модификатор доступа private, а доступ осуществлять через специальные методы с заголовками, начинающимися с get/set.

"Дайте определение понятию «конструктор»."
"Чем отличаются конструкторы по-умолчанию, копирования и конструктор с параметрами?"
"Расскажите об особенностях класса с единственным закрытым (private) конструктором"

1. Конструктор - это специальный метод, который вызывается при создании нового объекта. Конструктор инициализирует объект непосредственно во время создания. Имя конструктора совпадает с именем класса (включая регистр), а по синтаксису конструктор похож на метод без возвращаемого значения.

скрытый текст1.1. Конструктор похож на метод, но не является методом, он даже не считается членом класса. Поэтому его нельзя наследовать или переопределить в подклассе.

1.2. По сути конструктор нужен для автоматической инициализации переменных. Не всегда удобно инициализировать все переменные класса при создании его экземпляра. Иногда проще, чтобы какие-то значения были бы созданы по умолчанию при создании объекта.

1.3. В отличие от метода, конструктор никогда ничего не возвращает (даже void).
private int Cat(); // так выглядит метод по имени Cat
Cat(); // так выглядит конструктор класса Cat

1.3.1. Если возвращается тип void, это уже не конструктор а метод, несмотря на совпадение с именем класса.

1.3.2. В конструкторе допускается оператор return, но только пустой, без всякого возвращаемого значения;

1.3.3. В конструкторе допускается применение модификаторов доступа, можно задать один из модификаторов: public, protected, private или без модификатора. Конструктор не может иметь модификаторов abstract, final, native, static или synchronized;

2. Существуют два вида конструкторов - явные и неявные.

2.1. Конструктор имеется в любом классе. Если он не указан явно, компилятор Java сам создаст конструктор по умолчанию (default constructor), который будет без параметров, пустым и не делает ничего, кроме вызова конструктора суперкласса. Если вы сами создали конструктор, то конструктор по умолчанию использоваться не будет.

2.1.1. То есть public class Example {} эквивалентно написанию:

public class Example
{
Example()
{
super;
}
}

скрытый текст2.1.1.1. В данном случае явно класса предка не указано, а по умолчанию все классы Java наследуют класс Object поэтому вызывается его конструктор.

2.2. Подобно любому методу, у конструктора могут быть параметры. В параметрах конструктора передаются параметры для инициализации объекта.

2.2.1. Если в классе определен конструктор с параметрами, а перегруженного конструктора без параметров нет, то вызов конструктора без параметров является ошибкой.

2.2.1.1.Тем не менее, в Java, начиная с версии 1.5, можно использовать конструкторы с аргументами переменной длины. И если есть конструктор, имеющий аргумент переменной длины, то вызов конструктора по умолчанию (т.е. без параметров) ошибкой не будет. Не будет потому, что аргумент переменной длины может быть пустым.

2.3.Конструкторов может быть несколько в классе. В этом случае конструкторы называют перегруженными. Java различает перегруженные методы по числу, типам и последовательности типов входных параметров (но не по возвращаемому типу).

2.3.1. В случае, если в параметрах перегруженного конструктора используется примитив, который может быть сужен (например int < — double), то вызов метода со "суженным" значением возможен, несмотря на то, что метода, перегруженного с таким параметром нет.

2.4. Конструктор копирования — это конструктор, который принимает в качестве параметра объект класса с целью его клонирования.

3. При создании объекта последовательно выполняются следующие действия:
— Ищется класс объекта среди уже используемых в программе классов, во всех доступных программе каталогах и библиотеках.
— После обнаружения класса выполняется создание и инициализация его статических полей. Для каждого класса они инициализируются только один раз.
— Выделяется память под объект.
— Выполняется инициализация полей класса.
— Отрабатывает конструктор класса.
— Формируется ссылка на созданный и инициализированный объект. Эта ссылка и является значением выражения, создающего объект.

3.1. Объект может быть создан и с помощью вызова метода newInstance() класса java.lang.Class. В этом случае используется конструктор без списка параметров.

4. Конструкторы могут быть частыми (private). Есть три варианта их использования:
- чтобы предотвратить создание экземпляра за пределами класса (класс констант, класс статических методов);
- чтобы предотвратить расширение (если вы создаете только частный конструктор, ни один класс не может расширить ваш класс, потому что он не может вызвать конструктор super(). Это своего рода синоним для final);
- перегруженные конструкторы (В результате методов перегрузки и конструкторов некоторые могут быть частными и некоторыми публичными. Например, если в ваших конструкторах есть непубличный класс, вы можете создать публичный конструктор, который создает экземпляр данного класса, а затем передает его частному конструктору).

4.1. Например, иногда класс создаётся только для хранения каких-то статических полей и статических методов. Таким классам принято давать имена Utils, но это не обязательно. Такому классу не нужен конструктор, но если автор класса его не создал, система сама создаст конструктор по умолчанию. Такой конструктор не имеет смысла и может послужить источником ошибок. Чтобы предохраниться от подобной проблемы, нужно явно создать пустой конструктор и сделать его закрытым.

4.2. Если у класса есть только частный конструктор, невозможно создать объект класса за его пределами. Поэтому нельзя унаследоваться от такого класса. При попытке будет выдаваться ошибка: "There is no default constructor available in имяКласса". А при попытке создать объект этого класса: "ИмяКласса() has private access in ИмяКласса"

"Назовите принципы ООП и расскажите о каждом."

1. Есть четыре основные характеристики ООП:
- Абстракция
- Инкапсуляция
- Наследование
- Полиморфизм

2. Абстракция — это разработка классов, исходя из предоставляемой ими функциональности; а не из деталей их реализации. Такое разделение может быть выражено через специальный «интерфейс», сосредотачивающий описание всех возможных применений программы. Абстракция упрощает код, скрывая несущественные детали.

2.1. С точки зрения программирования абстракция — это правильное разделение программы на объекты. Это четкое определение концептуальных границ объекта в виде отличающих его от других объектов характеристик.

скрытый текст2.2. Такой подход является основой ООП. Он позволяет работать с объектами, не вдаваясь в особенности их реализации. В каждом конкретном случае применяется тот или иной более частный подход: инкапсуляция, полиморфизм или наследование. Например, при необходимости обратиться к скрытым данным объекта, следует воспользоваться инкапсуляцией, создав, так называемую, функцию доступа или свойство.

3. Инкапсуляция — свойство языка программирования, позволяющее не задумываться о сложности реализации класса, а взаимодействовать с ним посредством предоставляемого интерфейса (публичных членов). Это возможность объединить и защитить в классе важные для него данные и методы для работы с ними за счет сокрытия их реализации.

3.1. Пример. Для блондинки, управление машиной представляется как руль, педали, и коробка передач - Рулить(), Газовать(), Тормозить(), ПереключатьСкорость(). Для нее не доступны тонкости работы этих методов - она не знает что происходит под капотом, когда она нажимает на педаль, или как руль воздействует на колеса. В этом случае Рулить(), Газовать(), Тормозить(), ПереключатьСкорость() - спецификация интерфейсов, все что под капотом - реализация.

3.2. Инкапсуляция выступает договором для объекта, что он должен скрыть, а что открыть для доступа другими объектами. При этом пользователю для взаимодействия с объектом предоставляется только спецификация (интерфейс) объекта. Реализуется с помощью ключевого слова: public. Пользователь не может использовать закрытые данные и методы. Реализуется с помощью ключевых слов: private, protected, internal.

4. Наследование — это включение поведения (т.е. методов) и состояния (т.е. переменных) базового класса в производный класс, таким образом они становятся доступны в этом производном классе. Главное преимущество наследования в том, что оно обеспечивает формальный механизм повторного использования кода и избегает дублирования.

4.1. Наследование обычно возникает, когда все объекты одного класса одновременно являются объектами другого класса (отношение общее/частное). Например, все объекты класса Студент являются объектами класса Человек. В этом случае говорят, что класс Студент наследует от класса Человек. Аналогично класс Собака может наследовать от класса Животное, а класс Далматинец от класса Собака. Класс, который наследует, называется подклассом или потомком, а класс, от которого наследуют, называется суперклассом или предком.

4.1.1. Если класс №2 является потомком класса №1, а класс №3 является потомком класса №2, то класс №3 является также потомком класса №1.

4.2. Наследование избавляет программиста от лишней работы. Например, если в программе необходимо ввести новый класс Далматинец, его можно создать на основе уже существующего класса Собака, не программируя заново все поля и методы, а лишь добавив те, которых не хватало в суперклассе.

4.2.1. Однако наследование делает код сильно связанным. При желании изменить суперкласс, придется знать все детали подклассов, чтобы не разрушить код.

4.3. Для того, чтобы один класс был потомком другого, необходимо при его объявлении после имени класса указать ключевое слово extends и название суперкласса. Например:

class Dalmatian extends Dog {
// дополнительные поля и методы
}

скрытый текст4.3.1. Если ключевое слово extends не указано, считается, что класс унаследован от универсального класса Object.

5. Полиморфизм — это возможность класса выступать в роли любого из своих предков, несмотря на то, что в нем может быть изменена реализация любого из методов.

5.1. Изменить работу любого из методов, унаследованных от класса-предка, класс-потомок может, описав новый метод с точно таким же именем и параметрами. Это называется переопределением. При вызове такого метода для объекта класса-потомка будет выполнена новая реализация.

5.1.1. Пусть, к примеру, мы хотим расширить класс Dog классом BigDog, для того, чтобы наша программа особым образом моделировала поведение больших злых собак. В частности, большие собаки лают по-другому. Во-первых, громче, а во-вторых, они не умеют считать. Поэтому мы переопределим метод voice(). Теперь создадим в методе main() двух разных собак: обычную и большую и заставим их лаять.

Dog dog = new Dog("Тузик", 2);
dog.voice();
dog = new BigDog();
dog.voice();

Т.е. переменная dog имеет тип Dog, но в третьей строке она начинает указывать на объект класса BigDog, то есть БОЛЬШУЮ собаку, которая при вызове метода voice() будет лаять как БОЛЬШАЯ собака.

5.2. Красота полиморфизма в том, что код, работая с различными классами, не должен знать, какой класс он использует, так как все они работают по одному принципу. Процесс, применяемый объектно-ориентированными языками программирования для реализации динамического полиморфизма, называется динамическим связыванием.