Dev Blog

Спільний тип і відкриті класи ​

Навіщо програмі спільний тип ​

Нехай програма має показати площі кола, прямокутника та трикутника. Формули відрізняються, але клієнт хоче виконати однакову дію: отримати площу. Якби клієнт сам перевіряв усі назви фігур, кожне додавання нового типу змушувало б змінювати його код. Спільний контракт Shape переносить формулу до об’єкта, який знає свої розміри.

Поліморфізм – можливість працювати через спільний тип, отримуючи поведінку конкретного об’єкта. Наслідування створює відношення підтипу й дозволяє використати реалізацію базового класу. Це пов’язані, але не тотожні поняття: поліморфізм можливий через інтерфейс без спільного стану. https://kotlinlang.org/docs/inheritance.html.

Відношення «є різновидом» необхідне, але недостатнє. Підтип повинен виконувати обіцянки базового контракту. Якщо базова операція приймає будь-яку додатну відстань, підтип не має довільно відхиляти частину таких відстаней. Якщо обіцяно невід’ємну площу, підтип не може повернути від’ємне число лише тому, що формально метод скомпілювався.

Для кількох об’єктів у цій темі використовуємо arrayOf: вона створює масив із заданих елементів; цикл for послідовно обходить їх. Повний курс колекцій буде в темі 10. Тут важливо, що масив може мати тип Array<Shape>, хоча його елементи створені різними конструкторами.

Класи закриті за замовчуванням ​

Звичайний Kotlin-клас є final: наслідувати його не можна, поки автор не додасть open або abstract. Методи класу також не перевизначаються автоматично. Така вимога змушує автора позначити точки розширення та визначити їхній контракт. Не додавайте open до кожного класу «про запас».

Після двокрапки похідний клас указує базовий тип і викликає його конструктор. Аргументи обчислюються до ініціалізації базового стану. Власні властивості похідного класу з’являються пізніше. Операція створення одного похідного екземпляра не створює два незалежні об’єкти «батька» й «нащадка».

override є обов’язковим маркером перевизначення. Він допомагає компілятору виявити друкарську помилку в імені або сигнатурі. Перевизначений член залишається відкритим для наступних підкласів, якщо не написати final override. super.method() викликає реалізацію базового класу, а this.method() використовує звичайне динамічне зв’язування.

Приклад 1. Працівник і премія ​

Похідний клас використовує перевірений базовий оклад і додає премію. Навчальні суми подано цілими копійками; межі не дають переповнити Long. Ні базовий конструктор, ні init не викликають відкритий метод pay.

kotlin
open class Employee(val name: String, private val base: Long) {
    init {
        require(name.isNotBlank())
        require(base in 0..100_000_000L)
    }

    open fun pay(): Long = base
    open fun describe(): String = "$name: ${pay()}"
}

class BonusEmployee(
    name: String,
    base: Long,
    private val bonus: Long
) : Employee(name, base) {
    init {
        require(bonus in 0..100_000_000L)
    }

    final override fun pay(): Long = super.pay() + bonus
    override fun describe(): String = "Bonus ${super.describe()}"
}

fun main() {
    val staff: Array<Employee> = arrayOf(
        Employee("Olena", 10000),
        BonusEmployee("Taras", 10000, 2500)
    )
    var total = 0L
    for (employee in staff) {
        println(employee.describe())
        total += employee.pay()
    }
    println("total=$total")
}
text
Olena: 10000
Bonus Taras: 12500
total=22500

Зверніть увагу: super.describe() виконує базове тіло, але виклик pay() усередині нього все одно поліморфний. Тому результат для Taras включає премію. super вибирає конкретний виклик, а не вимикає поліморфізм для всіх подальших дій цього об’єкта.

Динамічне зв’язування ​

Статичний тип змінної визначає, які члени дозволено викликати в коді. Фактичний тип об’єкта визначає, яке перевизначення відкритого методу виконається. Змінна Shape дозволяє викликати area, навіть якщо конкретним об’єктом є Circle. Водночас вона не відкриває специфічні методи кола, яких немає в контракті Shape.

Рис. 6.1. Статичний тип і фактичне виконання методу

Наявність поліморфізму не означає, що будь-який метод вибирається динамічно. Зокрема, функції-розширення з теми 3 визначаються за статичним типом отримувача. Вони не вставляють новий віртуальний член усередину класу. Це важливо при виборі між справжнім методом контракту та допоміжним розширенням.