8. diel - Aréna s mágom (dedičnosť a polymorfizmus)
V minulej lekcii, Bojovník do arény , sme si vytvorili triedu bojovníka. Hraciu kocku máme hotovú z prvých lekcií objektovo orientovaného programovania.
V minulej lekcii, Bojovník do arény , sme si vysvetlili dedičnosť a polymorfizmus. Dnes máme sľúbené, že si ich vyskúšame v praxi. Bude to opäť na našej aréne, kde z bojovníka oddědíme mága. Tento tutoriál už patrí k tým náročnejším a bude tomu tak aj u ďalších. Preto si priebežne precvičujte prácu s objektmi, skúšajte si naše cvičenia a tiež vymýšľajte nejaké svoje aplikácie, aby ste si zažili základné veci. To, že je tu prítomný celý seriál neznamená, že ho celý naraz prečítate a pochopíte Snažte sa programovať priebežne.
Než začneme niečo písať, zhodneme sa na tom, čo by mal mág vedieť. Mág bude fungovať rovnako, ako bojovník. Okrem života bude mať však aj manu. Spočiatku bude mana plná. V prípade plnej many môže mág vykonať magický útok, ktorý bude mať pravdepodobne vyššie damage, ako útok normálne (ale samozrejme záleží na tom, ako si ho nastavíme). Tento útok manu vybije na 0. Každé kolo sa bude mana zvyšovať o 10 a mág bude podnikať len bežný útok. Akonáhle sa mana úplne doplní, opäť bude môcť magický útok použiť. Mana bude zobrazená grafickým ukazovateľom, rovnako ako život.Vytvoríme teda triedu Mag.java, zdedíme ju z Bojovnik a dodáme ju atribúty, ktoré chceme oproti bojovníkovi navyše. Bude teda vyzerať takto (opäť si ju okomentujte):
class Mag extends Bojovnik { private int mana; private int maxMana; private int magickyUtok; }
V mágovi nemáme zatiaľ prístup ku všetkým premenným, pretože sú v bojovníkovi nastavené ako privátne. Musíme triedu Bojovnik ľahko upraviť. Zmeníme modifikátory private u atribútov na protected. Budeme potrebovať len kocka a meno, ale pokojne nastavíme ako protected všetky atribúty charakteru, pretože sa v budúcnosti môžu hodiť, keby sme sa rozhodli oddědit ďalšie typy bojovníkov. Naopak atribút sprava nie je vhodné nastavovať ako protected, pretože nesúvisí s bojovníkom, ale s nejakou vnútornou logikou triedy. Trieda teda bude vyzerať nejako takto:
protected String jmeno; protected int zivot; protected int maxZivot; protected int utok; protected int obrana; protected Kostka kostka; private String zprava; ...
Prejdime ku konstruktoru.
Konštruktor potomka
Java nededia konstruktory! Je to pravdepodobne z toho dôvodu, že predpokladá, že potomok bude mať navyše nejaké atribúty a pôvodné konštruktor by u neho bol na škodu. To je aj náš prípad, pretože konštruktor mága bude brať oproti tomu z bojovníka navyše 2 parametre (mana a magický útok).
Definujeme si teda konštruktor v potomkovi, ktorý berie parametre potrebné pre vytvorenie bojovníka a niekoľko parametrov navyše pre mága.
O potomkov je nutné vždy volať konštruktor predka. Je to z toho dôvodu, že bez volania konstruktoru nemusí byť inštancie správne inicializovaná. Konštruktor predka nevoláme iba v prípade, že žiadny nemá. Náš konštruktor musia mať samozrejme všetky parametre potrebné pre predka plus tie nové, čo má navyše potomok. Niektoré potom odovzdáme predkovi a niektoré si spracujeme sami. Konštruktor predka sa vykoná pred naším konstruktoru.
V Jave existuje kľúčové slovo super, ktoré je podobné nami už známemu this. Na rozdiel od this, ktoré odkazuje na konkrétnu inštanciu triedy, super odkazuje na predka. My teda môžeme zavolať konštruktor predka s danými parametrami a potom vykonať navyše inicializáciu pre mága.
Konštruktor mága bude teda vyzerať takto:
public Mag(String jmeno, int zivot, int utok, int obrana, Kostka kostka, int mana, int magickyUtok) { super(jmeno, zivot, utok, obrana, kostka); this.mana = mana; this.maxMana = mana; this.magickyUtok = magickyUtok; }
Pozn. rovnako môžeme volať aj iný konštruktor v tej istej triede (nie predka), len miesto super použijeme this.
Presuňme sa teraz do Arena.java a druhého bojovníka (Shadow) zmeňme na mága, napr. Takto:
Bojovnik gandalf = new Mag("Gandalf", 60, 15, 12, kostka, 30, 45);
Zmenu samozrejme musíme urobiť aj v riadku, kde bojovníka do arény vkladáme. Všimnite si, že mága ukladáme do premennej typu Bojovnik. Nič nám v tom nebráni, pretože bojovník je jeho predok. Rovnako tak si môžeme typ premennej zmeniť na Mag. Keď aplikáciu teraz spustíme, bude fungovať úplne rovnako, ako predtým. Mág všetko dedí z bojovníka a zatiaľ teda funguje ako bojovník.
Polymorfizmus a prepisovanie metód
Bolo by výhodné, keby objekt Arena mohol s mágom pracovať rovnako ako s bojovníkom. My už vieme, že takémuto mechanizmu hovoríme polymorfizmus. Aréna zavolá na objekte metódu útočí () so súperom v parametri. Nestará sa o to, či bude útok vykonávať bojovník alebo mág, bude s nimi pracovať rovnako. U mága si teda prepíšeme metódu útočí () z predka. Prepíšeme zdedenú metódu tak, aby útok pracoval s mannou, hlavička metódy však zostane rovnaká.
Keď sme pri metódach, budeme v Bojovnik.java ešte určite používať metódu nastavZpravu (), tá je však privátne. Označme ju ako protected:
protected void nastavZpravu(String zprava) {
Pozn. Pri návrhu bojovníka sme samozrejme mali myslieť na to, že sa z neho bude dediť a už označiť vhodné atribúty a metódy ako protected. V tutoriále k bojovníkovi som vás tým však nechcel zbytočne zaťažovať, preto musíme modifikátory zmeniť až teraz, kedy im rozumieme
Poďme prepísať Útočia () bojovníka v mágovi. Metódu normálne definujeme v Mag.java tak, ako sme zvyknutí, len ju označíme @Override:
@Override public void utoc(Bojovnik souper) {
Podobne sme prepisovali metódu toString () u našich objektov, každý objekt v Jave je totiž odděděný od java.lang.Object, ktorý obsahuje niekoľko defaultných metód a jedna z nich je aj toString (). Pri jej implementácii by sme teda mali označiť, že sa jedná o prepísanou metódu.
Správanie metódy Útočia () nebude nijako zložité. Podľa hodnoty many buď vykonáme bežný útok alebo útok magický. Hodnotu many potom buď zvýšime o 10 alebo naopak znížime na 0 v prípade magického útoku.
@Override public void utoc(Bojovnik souper) { int uder = 0; // Mana není naplněna if (mana < maxMana) { mana += 10; if (mana > maxMana) { mana = maxMana; } uder = utok + kostka.hod(); nastavZpravu(String.format("%s útočí s úderem za %s hp", jmeno, uder)); } else { // Magický útok uder = magickyUtok + kostka.hod(); nastavZpravu(String.format("%s použil magii za %s hp", jmeno, uder)); mana = 0; } souper.branSe(uder); }
Kód je asi zrozumiteľný. Všimnite si obmedzenia many na Maxman, môže sa nám totiž stať, že túto hodnotu presiahne, keď ju zvyšujeme o 10. Keď sa nad kódom zamyslíme, tak útok vyššie v podstate vykonáva pôvodnej metóda útočí (). Iste by bolo prínosné zavolať podobu metódy na predkovi namiesto toho, aby sme správanie odpisovali. K tomu opäť použijeme super:
{JAVA_OOP} class Mag extends Bojovnik { private int mana; private int maxMana; private int magickyUtok; public Mag(String jmeno, int zivot, int utok, int obrana, Kostka kostka, int mana, int magickyUtok) { super(jmeno, zivot, utok, obrana, kostka); this.mana = mana; this.maxMana = mana; this.magickyUtok = magickyUtok; } @Override public void utoc(Bojovnik souper) { // Mana není naplněna if (mana < maxMana) { mana += 10; if (mana > maxMana) { mana = maxMana; } super.utoc(souper); } else { // Magický útok int uder = magickyUtok + kostka.hod(); nastavZpravu(String.format("%s použil magii za %s hp", jmeno, uder)); souper.branSe(uder); mana = 0; } } } {/JAVA_OOP}
{JAVA_OOP} import java.util.Random; public class Kostka { private Random random; private int pocetSten; public Kostka() { pocetSten = 6; random = new Random(); } public Kostka(int pocetSten) { this.pocetSten = pocetSten; random = new Random(); } public int vratPocetSten() { return pocetSten; } public int hod() { return random.nextInt(pocetSten) + 1; } @Override public String toString() { return String.format("Kostka s %s stěnami", pocetSten); } } {/JAVA_OOP}
{JAVA_OOP} class Bojovnik { protected String jmeno; protected int zivot; protected int maxZivot; protected int utok; protected int obrana; protected Kostka kostka; private String zprava; public Bojovnik(String jmeno, int zivot, int utok, int obrana, Kostka kostka) { this.jmeno = jmeno; this.zivot = zivot; this.maxZivot = zivot; this.utok = utok; this.obrana = obrana; this.kostka = kostka; } public boolean nazivu() { return (zivot > 0); } public String grafickyZivot() { String s = "["; int celkem = 20; double pocet = Math.round(((double)zivot / maxZivot) * celkem); if ((pocet == 0) && (nazivu())) { pocet = 1; } for (int i = 0; i < pocet; i++) { s += "#"; } for (int i = 0; i < celkem - pocet; i++) { s += " "; } s += "]"; return s; } public void utoc(Bojovnik souper) { int uder = utok + kostka.hod(); nastavZpravu(String.format("%s útočí s úderem za %s hp", jmeno, uder)); souper.branSe(uder); } public void branSe(int uder) { int zraneni = uder - (obrana + kostka.hod()); if (zraneni > 0) { zivot -= zraneni; zprava = String.format("%s utrpěl poškození %s hp", jmeno, zraneni); if (zivot <= 0) { zivot = 0; zprava += " a zemřel"; } } else zprava = String.format("%s odrazil útok", jmeno); nastavZpravu(zprava); } protected void nastavZpravu(String zprava) { this.zprava = zprava; } public String vratPosledniZpravu() { return zprava; } @Override public String toString() { return jmeno; } } {/JAVA_OOP}
{JAVA_OOP} class Arena { private Bojovnik bojovnik1; private Bojovnik bojovnik2; private Kostka kostka; public Arena(Bojovnik bojovnik1, Bojovnik bojovnik2, Kostka kostka) { this.bojovnik1 = bojovnik1; this.bojovnik2 = bojovnik2; this.kostka = kostka; } private void vykresli() { System.out.println("-------------- Aréna -------------- \n"); System.out.println("Zdraví bojovníků: \n"); System.out.printf("%s %s\n", bojovnik1, bojovnik1.grafickyZivot()); System.out.printf("%s %s\n", bojovnik2, bojovnik2.grafickyZivot()); } private void vypisZpravu(String zprava) { System.out.println(zprava); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException ex) { System.err.println("Chyba, nepovedlo se uspat vlákno"); } } public void zapas() { // původní pořadí Bojovnik b1 = bojovnik1; Bojovnik b2 = bojovnik2; System.out.println("Vítejte v aréně!"); System.out.printf("Dnes se utkají %s s %s! \n\n", bojovnik1, bojovnik2); // prohození bojovníků boolean zacinaBojovnik2 = (kostka.hod() <= kostka.vratPocetSten() / 2); if (zacinaBojovnik2) { b1 = bojovnik2; b2 = bojovnik1; } System.out.printf("Začínat bude bojovník %s! \n\nZápas může začít...\n", b1); // cyklus s bojem while (b1.nazivu() && b2.nazivu()) { b1.utoc(b2); vykresli(); vypisZpravu(b1.vratPosledniZpravu()); // zpráva o útoku vypisZpravu(b2.vratPosledniZpravu()); // zpráva o obraně if (b2.nazivu()) { b2.utoc(b1); vykresli(); vypisZpravu(b2.vratPosledniZpravu()); // zpráva o útoku vypisZpravu(b1.vratPosledniZpravu()); // zpráva o obraně } System.out.println(); } } } {/JAVA_OOP}
{JAVA_OOP} {JAVA_MAIN_BLOCK} // vytvoření objektů Kostka kostka = new Kostka(10); Bojovnik zalgoren = new Bojovnik("Zalgoren", 100, 20, 10, kostka); Bojovnik gandalf = new Mag("Gandalf", 60, 15, 12, kostka, 30, 45); Arena arena = new Arena(zalgoren, gandalf, kostka); // zápas arena.zapas(); {/JAVA_MAIN_BLOCK} {/JAVA_OOP}
Opäť vidíme, ako môžeme znovupoužívat kód. S dedičnosťou je spojené naozaj mnoho techník, ako si ušetriť prácu. V našom prípade to ušetrí niekoľko riadkov, ale u väčšieho projektu by to mohlo mať obrovský význam.
Aplikácia teraz funguje tak, ako má.
Konzolová aplikácia
-------------- Aréna --------------
Zdraví bojovníků:
Zalgoren [############# ]
Gandalf [################# ]
Gandalf použil magii za 52 hp
Zalgoren utrpěl poškození 36 hp
Arena nás však neinformuje o mane mága, poďme to napraviť. Pridáme mágovi verejnú metódu grafickaMana (), ktorá bude obdobne ako u života vracať String s grafickým ukazovateľom many.
Aby sme nemuseli logiku so zložením ukazovatele písať dvakrát, upravíme metódu grafickyZivot () v Bojovnik.java. Pripomeňme si, ako vyzerá:
public String grafickyZivot() { String s = "["; int celkem = 20; double pocet = Math.round(((double)zivot / maxZivot) * celkem); if ((pocet == 0) && (nazivu())) { pocet = 1; } for (int i = 0; i < pocet; i++) { s += "#"; } s = String.format("%1$-" + (celkem + 1) + "s", s); s += "]"; return s; }
Vidíme, že nie je výnimkou premenných zivot a maxZivot na živote nijako závislá. Metódu premenujeme na grafickyUkazatel a dáme ju 2 parametre: aktuálnu hodnotu a maximálnu hodnotu. zivot a maxZivot v tele metódy potom nahradíme za aktualne a maximalnu. Modifikátor bude protected, aby sme metódu mohli v potomkovi použiť:
protected String grafickyUkazatel(int aktualni, int maximalni) { String s = "["; int celkem = 20; double pocet = Math.round(((double)aktualni / maximalni) * celkem); if ((pocet == 0) && (nazivu())) { pocet = 1; } for (int i = 0; i < pocet; i++) { s += "#"; } s = String.format("%1$-" + (celkem + 1) + "s", s); s += "]"; return s; }
Metódu grafickyZivot () v Bojovnik.java naimplementujeme znovu, bude nám v nej stačiť jediný riadok a to zavolanie metódy grafickyUkazatel () s príslušnými parametrami:
public String grafickyZivot() { return grafickyUkazatel(zivot, maxZivot); }
Určite som mohol v tutoriálu s bojovníkom urobiť metódu grafickyUkazatel () rovno. Chcel som však, aby sme si ukázali, ako sa rieši prípady, keď potrebujeme vykonať podobnú funkčnosť viackrát. S takouto parametrizáciou sa v praxi budete stretávať často, pretože nikdy presne nevieme, čo budeme v budúcnosti od nášho programu požadovať.
Teraz môžeme vykresľovať ukazovateľ tak, ako sa nám to hodí. Presuňme sa do Mag.java a naimplementujme metódu grafickaMana ():
public String grafickaMana() { return grafickyUkazatel(mana, maxMana); }
Jednoduché, že? Teraz je mág hotový, zostáva len naučiť arénu zobrazovať manu v prípade, že je bojovník mág. Presuňme sa teda do Arena.
Rozpoznanie typu objektu
Keďže sa nám teraz vykreslenie bojovníka skomplikovalo, urobíme si na neho samostatnú metódu vypisBojovnika (), jej parametrom bude daná inštancie bojovníka:
private void vypisBojovnika(Bojovnik b) { System.out.println(b); System.out.print("Zivot: "); System.out.println(b.grafickyZivot()); }
Teraz poďme reagovať na to, či je bojovník mág. Minule sme si povedali, že k tomu slúži operátor instanceof:
private void vypisBojovnika(Bojovnik b) { System.out.println(b); System.out.print("Zivot: "); System.out.println(b.grafickyZivot()); if (b instanceof Mag) { System.out.print("Mana: "); System.out.println(((Mag)b).grafickaMana()); } }
Bojovníka sme museli na mága pretypovať, aby sme sa k metóde grafickaMana () dostali. Samotný Bojovnik ju totiž nemá. To by sme mali, vypisBojovnika budeme volať v metóde vykresli (), ktorá bude vyzerať takto:
{JAVA_OOP} class Arena { private Bojovnik bojovnik1; private Bojovnik bojovnik2; private Kostka kostka; public Arena(Bojovnik bojovnik1, Bojovnik bojovnik2, Kostka kostka) { this.bojovnik1 = bojovnik1; this.bojovnik2 = bojovnik2; this.kostka = kostka; } private void vykresli() { System.out.println("-------------- Aréna -------------- \n"); System.out.println("Bojovníci: \n"); vypisBojovnika(bojovnik1); System.out.println(); vypisBojovnika(bojovnik2); System.out.println(); } private void vypisZpravu(String zprava) { System.out.println(zprava); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException ex) { System.err.println("Chyba, nepovedlo se uspat vlákno"); } } private void vypisBojovnika(Bojovnik b) { System.out.println(b); System.out.print("Zivot: "); System.out.println(b.grafickyZivot()); if (b instanceof Mag) { System.out.print("Mana: "); System.out.println(((Mag)b).grafickaMana()); } } public void zapas() { // původní pořadí Bojovnik b1 = bojovnik1; Bojovnik b2 = bojovnik2; System.out.println("Vítejte v aréně!"); System.out.printf("Dnes se utkají %s s %s! \n\n", bojovnik1, bojovnik2); // prohození bojovníků boolean zacinaBojovnik2 = (kostka.hod() <= kostka.vratPocetSten() / 2); if (zacinaBojovnik2) { b1 = bojovnik2; b2 = bojovnik1; } System.out.printf("Začínat bude bojovník %s! \n\nZápas může začít...\n", b1); // cyklus s bojem while (b1.nazivu() && b2.nazivu()) { b1.utoc(b2); vykresli(); vypisZpravu(b1.vratPosledniZpravu()); // zpráva o útoku vypisZpravu(b2.vratPosledniZpravu()); // zpráva o obraně if (b2.nazivu()) { b2.utoc(b1); vykresli(); vypisZpravu(b2.vratPosledniZpravu()); // zpráva o útoku vypisZpravu(b1.vratPosledniZpravu()); // zpráva o obraně } System.out.println(); } } } {/JAVA_OOP}
{JAVA_OOP} import java.util.Random; public class Kostka { private Random random; private int pocetSten; public Kostka() { pocetSten = 6; random = new Random(); } public Kostka(int pocetSten) { this.pocetSten = pocetSten; random = new Random(); } public int vratPocetSten() { return pocetSten; } public int hod() { return random.nextInt(pocetSten) + 1; } @Override public String toString() { return String.format("Kostka s %s stěnami", pocetSten); } } {/JAVA_OOP}
{JAVA_OOP} class Bojovnik { protected String jmeno; protected int zivot; protected int maxZivot; protected int utok; protected int obrana; protected Kostka kostka; private String zprava; public Bojovnik(String jmeno, int zivot, int utok, int obrana, Kostka kostka) { this.jmeno = jmeno; this.zivot = zivot; this.maxZivot = zivot; this.utok = utok; this.obrana = obrana; this.kostka = kostka; } public boolean nazivu() { return (zivot > 0); } protected String grafickyUkazatel(int aktualni, int maximalni) { String s = "["; int celkem = 20; double pocet = Math.round(((double)aktualni / maximalni) * celkem); if ((pocet == 0) && (nazivu())) { pocet = 1; } for (int i = 0; i < pocet; i++) { s += "#"; } s = String.format("%1$-" + (celkem + 1) + "s", s); s += "]"; return s; } public String grafickyZivot() { return grafickyUkazatel(zivot, maxZivot); } public void utoc(Bojovnik souper) { int uder = utok + kostka.hod(); nastavZpravu(String.format("%s útočí s úderem za %s hp", jmeno, uder)); souper.branSe(uder); } public void branSe(int uder) { int zraneni = uder - (obrana + kostka.hod()); if (zraneni > 0) { zivot -= zraneni; zprava = String.format("%s utrpěl poškození %s hp", jmeno, zraneni); if (zivot <= 0) { zivot = 0; zprava += " a zemřel"; } } else zprava = String.format("%s odrazil útok", jmeno); nastavZpravu(zprava); } protected void nastavZpravu(String zprava) { this.zprava = zprava; } public String vratPosledniZpravu() { return zprava; } @Override public String toString() { return jmeno; } } {/JAVA_OOP}
{JAVA_OOP} class Mag extends Bojovnik { private int mana; private int maxMana; private int magickyUtok; public Mag(String jmeno, int zivot, int utok, int obrana, Kostka kostka, int mana, int magickyUtok) { super(jmeno, zivot, utok, obrana, kostka); this.mana = mana; this.maxMana = mana; this.magickyUtok = magickyUtok; } @Override public void utoc(Bojovnik souper) { // Mana není naplněna if (mana < maxMana) { mana += 10; if (mana > maxMana) { mana = maxMana; } super.utoc(souper); } else { // Magický útok int uder = magickyUtok + kostka.hod(); nastavZpravu(String.format("%s použil magii za %s hp", jmeno, uder)); souper.branSe(uder); mana = 0; } } public String grafickaMana() { return grafickyUkazatel(mana, maxMana); } } {/JAVA_OOP}
{JAVA_OOP} {JAVA_MAIN_BLOCK} // vytvoření objektů Kostka kostka = new Kostka(10); Bojovnik zalgoren = new Bojovnik("Zalgoren", 100, 20, 10, kostka); Bojovnik gandalf = new Mag("Gandalf", 60, 15, 12, kostka, 30, 45); Arena arena = new Arena(zalgoren, gandalf, kostka); // zápas arena.zapas(); {/JAVA_MAIN_BLOCK} {/JAVA_OOP}
Hotovo
Konzolová aplikácia
-------------- Aréna --------------
Bojovníci:
Zalgoren
Život: [########## ]
Gandalf
Život: [##### ]
Mana: [############# ]
Zalgoren útočí s úderem za 28 hp
Aplikáciu ešte môžeme dodať krajší vzhľad, vložil som ASCIIart nadpis Aréna, ktorý som vytvoril touto aplikáciou: http://patorjk.com/software/taag. Metódu k vykreslenie ukazovatele som upravil tak, aby vykreslovala plný obdĺžnik miesto # (ten napíšete pomocou Alt + 219). Výsledok môže vyzerať takto:
Konzolová aplikácia
__ ____ ____ _ _ __
/__\ ( _ \( ___)( \( ) /__\
/(__)\ ) / )__) ) ( /(__)\
(__)(__)(_)\_)(____)(_)\_)(__)(__)
Bojovníci:
Zalgoren
Život: ████
Gandalf
Život: ███████
Mana: █
Gandalf použil magii za 48 hp
Zalgoren utrpěl poškození 33 hp
Kód máte v prílohe. Ak ste niečomu nerozumeli, skúste si článok prečítať viackrát alebo pomalšie, sú to dôležité praktiky. V budúcej lekcii, Dedičnosť a polymorfizmus , si vysvetlíme pojem statika.
V budúcej lekcii, Dedičnosť a polymorfizmus , si vysvetlíme dedičnosť a polymorfizmus.
Mal si s čímkoľvek problém? Stiahni si vzorovú aplikáciu nižšie a porovnaj ju so svojím projektom, chybu tak ľahko nájdeš.
Stiahnuť
Stiahnutím nasledujúceho súboru súhlasíš s licenčnými podmienkami
Stiahnuté 1586x (17.17 kB)
Aplikácia je vrátane zdrojových kódov v jazyku Java