Třídy a objekty

Základní pojmy

Vše, co lze udělat pomocí tříd, lze nějak udělat pomocí funkcí a struktur. OOP (Objektově orientované programování) má však své výhody. OOP pomůže zdrojový kód zpřehlednit, zmenšit a urychlit vlastní běh aplikace. Proč a jak programovat pomocí OOP zde rozebírat nebudu. To by bylo vydalo na celou knihu. Pokud nechcete, nepoužívejte. Pokud chcete, nasaďte si černé brýle, začněte se tvářit velmi důležitě a doufejte, že Vás při čtení této kapitoly nepřistihne OOP znalý programátor.

Třída, laicky řečeno, slouží k definování objektu (z čeho se objekt skládá, jak je velký atd). Třídou je například datový typ int, seznam (list) atd.

Objekt je instancí třídy. Například proměnná typu int je instancí třídy int. Objekt obsahuje metody a atributy.

Metody objektu jsou vlastně funkce uvnitř objektu, které mohou pracovat s atributy objektu. Přistupuje se k nim přes tzv. tečkovou notaci. Setkali jsme se již z třídou seznam, která má například metodu sort().

Atributy objektu slouží k uchovávání nějakých dat. Objekt, který nemá metody, ale jen atributy je téměř totéž, jako struktura :-}. Oproti struktuře však každý objekt má dvě speciální metody Jedna se nazývá konstruktor, druhá destruktor. Pokud je nevytvoříte Vy, udělá to za Vás Python.

Konstruktor je speciální metoda, která je automaticky volána pří vzniku objektu. Jindy ji volat nelze. I když konstruktor nedefinujete, je součástí třídy (vytvoří jej za vás Python). Konstruktor je vždy pojmenovaný __init__

Destruktor je speciální metoda, která je automaticky volána při zániku objektu (např. při zrušení objektu příkazem del). Jindy ji volat nelze. I když konstruktor nedefinujete, je součástí třídy (vytvoří jej za vás Python).Destruktor je vždy pojmenovaný __del__

Další speciální metody

Dědičnost - lze vytvořit třídu, která převezme (zdědí) metody a atributy jiné již existující třídy a přidá k nim vlastní. Taková třída se nazývá potomkem a třída, po které dědí se nazývá předchůdcem.

Třídy a objekty

Třída se definuje pomocí klíčového slova class.
class nazev_tridy:
      ...

Za dvojtečkou následuje blok definující atributy a metody třídy. Ve třídě může být také docstring. Objekt se vytváří takto:
>>> nazev_objektu=nazev_tridy ()

Uvnitř závorek může být požadován argument. Jelikož i datové typy jsou objekty, lze například i objekt třídy float vytvořit tímto způsobem (zde je argument povinný):

>>> x = float(3)
>>> print x
3.0

Právě toho se využívá při přetypování!

Třída a atribut

Vytvoříme třídu pojmenovanou trida1, která bude obsahovat atribut cislo.

>>> class trida1:
...     """Tato trida obsahuje jen atribut cislo"""
...     cislo=0
...
>>>

Nyní je třeba vytvořit instanci třídy (tj. objekt) trida1.

>>> instance = trida1()

A nyní je možné přes tečkovou notaci přistupovat k atributům objektu.

>>> instance.__doc__
'Tato trida obsahuje jen atribut cislo'
>>> instance.cislo
0
>>> instance.cislo=5
>>> instance.cislo
5

Atribut self

Speciálním atributem je atribut self. Tento atribut zastupuje ukazatel na instanci třídy a je předáván metodám třídy jako první atribut (Trochu zmatené, že?) Název self není povinný, je to vždy první atribut metody. Pokud budete chtít přistupovat v metodách třídy k atributům, uděláte to přes tečkovou notaci stejně, jako v předcházejícím příkladě, jenom místo názvu instance použijete atribut self (pochopíte dále).

Třída a metoda

Metoda se v těle třídy definuje stejně jako funkce. Za její první argument se dosadí ukazatel na aktuální instanci. Tento atribut se obyčejně nazývá self, a budete moci přes něj přistupovat k ostatním atributům a metodám třídy. Je tedy zřejmé, že metoda musí mít nejméně jeden argument. Argumenty dosazované při volání funkce se ukládají postupně do druhého, do třetího argumentu atd.

>>> class trida2:
...     """Tato trida slouzi k pochopeni vytvareni metod"""
...     cislo=0                        # atribut tridy
...     cislo2=0                       # ---- || ----
...     def metoda1(self):             # definice prvni metody
...             "Tato metoda vynasobi cislo*cislo2"
...             return self.cislo*self.cislo2
...     def metoda2(self,a,b):         # definice druhe metody
...             "Dosadi 'a' za atribut cislo a 'b' za atribut cislo2"
...             self.cislo=a
...             self.cislo2=b
...
>>> objekt=trida2()
>>> objekt.metoda2.__doc__
"Dosadi 'a' za atribut cislo a 'b' za atribut cislo2"
>>> objekt.metoda2(5,5)
>>> objekt.metoda1()
25

Příkaz objekt.metoda2(5,5) by se dal nahradit příkazy objekt.cislo=5 a objekt.cislo2=5. Použití metody je ovšem viditelně elegantnější.

Konstruktory a destruktory

Jak již bylo řečeno dříve, konstruktor je speciální metoda, která je volána při vzniku objektu, destruktor naopak při zániku.

>>> class trida3:
...     def __init__(prvni_argument_je_self):
...             print "Cislo 3 zije!"
...     def __del__(self):
...             print "Cislo tri umrelo"
...
>>> t = trida3()
Cislo 3 zije!
>>> del t
Cislo tri umrelo

Všimněte si, že se první argument u metody nemusí jmenovat self. Konstruktor lze samozřejmě využívat efektivněji. Například je tam možné vytvořit nějaké atributy třídy (např. self.cislo=0) a dosadit za ně (inicializovat je). Například pomocí funkce vracející aktuální čas čas vzniku objektu atp..

Další speciální metody

Kromě dvou zmíněných speciálních metod konstruktoru a destruktoru existují ještě další speciální metody.

__str__   je metoda, která je volána vestavěnou funkcí str() a vrací řetězec, který pak vrací funkce str().
__getattr__ je metoda, která je volána při čtení atributu oběktu.
__setattr__ je metoda, která je volána při změně atributu oběktu.

Dědičnost

Dědičnost ukážu na jednoduchém příkladě a výce se jí nebudu zabývat.

>>> class cisla:            #predchudce
...     def __init__(self):
...             self.c = []
...     def pridej(self,co):
...             if type(co) == type(0):
...                     self.c += [co]
...
>>> class kladna_cisla(cisla):  #naslednik
...     def __init__(self):
...             cisla.__init__(self)
...     def pridej(self,co):
...             if co >= 0:
...                     cisla.pridej(self,co)
...
>>> zasobnik = kladna_cisla()
>>> zasobnik.pridej(5)
>>> zasobnik.pridej(-3)
>>> zasobnik.pridej('text')
>>> zasobnik.pridej(3.3)
>>> print zasobnik.c
[5]

S objekty toho lze dělat mnohem, mnohem více. Doporučuji prostudovat dokumentaci :-).

<-- Python  -->