OOP เนื้อหาไฟนอล 2023/1

• แนวข้อสอบ
• Week 10 Inheritance
  • OOP Concept
  • Type of Classes
  • @Override
  • Protected vs Private
  • super
  • Overloading
  • Overriding
  • Shadowing
• Week 11 Polymorphism
  • Polymorphism
  • Static Binding & Dynamic Binding
  • instanceof
  • Object methods
• Week 12 Abstract
  • Abstract Class & Abstract Methods
    • กฏ(s)
  • Interface
• Week 13 GUI
  • Interface 2
  • Built in interface
  • Shallow vs Deep copy
  • Interface vs Abstract class
  • Graphics User Interface
  • awt and swing
• Week 14 Event driven
  • Event
  • Listener interface
• Week 15 Threads
  • sleep, suspend, resume
• wait, notify

แนวข้อสอบ

มี 3 ตอน เก็บ 40% 87 คะแนน

• ตอนที่ 1 (40 คะแนน)
  1. หาผลลัพท์โปรแกรม
     • Inheritance / Polymophism / Static Binding / Dynamic Binding
  2. ตอบคำถามเรื่อง
     • Inheritance + implements คราส Interface
  3. เขียนโปรแกรม Interface
  4. ตอบคำถามถูกผิดเกี่ยวกับ ... + interface
  5. เขียนโปรแกรม Dynamic Binding
  6. หาผลลัทธ์ Graphics
• ตอนที่ 2 เขียนโปรแกรม GUI + Event 2 ข้อ $\approx$ 20 คะแนน
• ตอนที่ 3 เขียนโปรแกรม Algorithm 2 ข้อ $\approx$ 15 คะแนน

Week 10 Inheritance

OOP Concept

1. Abstraction: มองทุกอย่างเป็น Class และ object
2. Encapsulation: การป้องกันข้อมูล
   • Public
   • Private
   • Protected
3. Inheritance: การสืบทอดคุณสมบัติ
4. Polymorphism: การมีหลายรูปแบบ
   • Overriding
   • Overloading
   • Dynamic binding
   • Static binding

Type of Classes

• Super Class หรือ General Class
  • เช่น Student: id, firstName, lastName
• Sub Class: Specific class
  • Class ลูกจะมี Attribute และ Methods เหมือนแม่
  • เช่น Bachelor student: ป. ตรี

// Super Class
class A {
  int x;
  void f() {}
}

// Sub Class (B)
// From Super Class A
class B extends A {
  int y;
  void g() {}
}

โดยปกติแล้ว Java จะทำการ Inheritance Class Object อยู่แล้ว (โดยอัตโนมัติ) ซึ่งประกอบไปด้วย Methods ต่างๆ เช่น getClass(), hashCode(), equals(), clone(), toString(), notify(), notifyAll(), wait()

@Override

• การเปลี่ยน Behavior ของ Methods ใน Sub Class ที่ Inheritance มาจาก Super Class ด้วยการ @Override

class A {
  private int z;

  // เป็นการ Override methods ของ Super Class ชื่อ Object เป็น Built-in ของ Java
  @Override
  public String toString() {
    z = 5;
    return "result: " + z;
  }
}

// สร้าง Object
A a = new A();
System.out.println(a.toString());
System.out.println(a);

Protected vs Private

• ถ้า Parent class มีการเข้าถึงแบบ private, class ลูกจะไม่สามารถใช้ได้
• แต่ถ้าเป็น protected หรือ public, class ลูกจะสามารถใช้ได้

super

• super() คือ Contructor ที่มาจาก Super class
• Constructor Chaining: คือการเรียก Constructor จากหลายๆ Class
  • เวลา extends มันจะแอบใส่ super() ของ Class แม่เข้ามาให้ก่อน (โดยอัตโนมัติ)

public class Faculty extends Employee {
  public static void main(String[] args) {
    new Faculty();
  }

  public Faculty() {
    System.out.println("(4) Faculty's no-arg constructor is invoked");
  }
}

class Employee extends Person {
  public Employee() {
    this("(2) Invoke Employee's overloaded constructor");
    System.out.println("(3) Employee's no-arg constructor is invoked");
  }

  public Employee(String s) {
    System.out.println(s);
  }
}

class Person {
  public Person() {
    System.out.println("(1) Person's no-arg constructor is invoked");
  }
}

• จะไม่สามารถใช้ Point(x, y) ใน Point3D ได้

class Point {
  private int x;
  private int y;

  Point(int x, int y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}

class Point3D extends Point {
  private int z;

  Point3D(int x, int y, int z) {
    super(x, y);
    this.z = z;
  }
}

• Code นี้จะ error เพราะ Java จะใส่ super() มาใหแต่ Class Fruit ดันไม่มี Default Constructur ต้องแก้เป็นเพิ่ม public Fruit() {}

public class Apple extends Fruit {
  // ...

  // Java จะสร้างสิ่งนี้ให้
  // public Apple() {
  //   super();
  // }
}

class Fruit {
  // ไม่มี Default Constructor เพราะถ้าสร้าง Constructor แบบอื่นไปแล้ว
  public Fruit(String name) {
    System.out.println("Fruit's constructor is invoked");
  }
}

• นอกจาก super จะเป็น Constructor super ยังสามารถเรียก Attribute และ Methods ได้เหมือนกัน

public void printCircle() {
  System.out.println("The circle is created " + 
  // super.getDateCreated() คือ Methods จาก Class แม่
  super.getDateCreated() + " and the radius is " + radius);
}

Overloading

void f() {}
void f(int x) {}
void f(double x) {}

Overriding

จะไม่สามารถทำให้ Visibility น้อยลงได้

แม่ protected -> ลูก default, protected private -> private public -> public

Shadowing

• เมื่อมีตัวแปรชื่อเหมือนกัน ตัวแปรที่ใกล้ที่สุดจะโดนเรียกก่อน แล้วตัวแปรที่สูงกว่านั้นจะถูก shadowed

public class ShadowApp {
  static int x;
  public static void main(String[] args) {
    x = 5; // Class
    System.out.println("x = " + x); // Class
    int x; // Local
    x = 10; // Local
    System.out.println("x = " + x); // Local
    System.out.println("ShadowApp.x = " + ShadowApp.x); // Class
  }
}

• ถ้า Inherite มาจะเรียกว่าเป็นตัวแปร Inherited scope

Week 11 Polymorphism

Polymorphism

• ตัวแปร 1 ตัวมีการประกาศและมีตัวแปรประเภทได้มากกว่า 1 ชนิด

  // Super type
  class Animal { }
  // Sub type
  class Cat extends Animal { }
  class Dog extends Animal { }
  
  // ปกติ: Super -> Super
  Animal a = new Animal();
  Cat c = new Cat();
  Dog d = new Dog();
  
  // Polymorphism: Super -> Sub
  Animal a = new Cat();
  a = new Dog();
  
  // ❌: Sub -> Super
  // สัตว์ ทุกตัวไม่ใช่ แมว!
  Cat c = new Animal();
  

Static Binding & Dynamic Binding

• Static binding: คือการเช็คว่า Class นั้นมี methods นี้ไหม (Compile)

• Dynamic binding: คือการเช็ค / เลือกว่า methods นั้นจาก Object นั้นจะไปรันของ Class ไหน (Runtime)

• Generic Programming: คือการประกาศรับ Class ให้มันกว้างๆ ไว้ก่อน

  // Polymorphism
  m(new GraduateStudent());
  m(new Student());
  m(new Person());
  m(new Object());
  
  // Generic Programming
  public static void m(Object x) {
    // 1. Static binding
    // 2. Dynamic binding
    System.out.println(x.toString());
  }
  

instanceof

• เมื่อทำการเขียน Function แบบ Generic Programming แล้วต้องการใช้ methods ใน Sub Class จะไม่ผ่านตอน Static binding เนื่องจาก Super Class ไม่มี

• ถ้าหาก Casting มาจะไม่ผิด Compile (Static binding) แต่เมื่อเรียกใช้ methods ที่อยู่ใน Sub Class, java จะทำการ Dynamic binding เพื่อไปเช็คว่า Class ของ Object นั้นๆ มี methods ไหม ซึ่งอาจจะไม่มี

• จึงสามารถเช็คประเภทของ Object ได้ตรงๆ โดยการใช้ instaceof

  public static void m(Object x) {
    if(x instanceof Student) {
      ((Student) x).study();
    } else {
      System.out.println("Not a student!");
    }
  }
  

Object methods

• toString(): เลข Reference ของ Object
• equals(): เช็คว่าตำแหน่งเดียวกันไหม

Week 12 Abstract

Abstract Class & Abstract Methods

• Abstract ช่วยให้เขียน Code ให้ Safe มากขึ้นจากการให้บังคับ Implements methods ให้ครบทุกอัน

  • เช่น หากมี Class แม่ และ ลูก Inherite อาจจะลืม implement methods จากแม่ และทำให้ผลลัพท์ผิดพลาด

  // จะไม่สามารถนำ Abstract class มาสร้าง Object ได้
  // แต่ถ้าทำ Polymoriphm จาก Geometrics ได้
  Geometrics obj = new Circle();
  
  // base class
  abstract class Geometrics {
    int w, h;
    int r;
    double area, perimeter;
    // methods ไม่สมบูรณ์
    abstract double calArea();
    abstract double calPerimeter();
  }
  
  // subclass
  class Circle extends Geometrics {
    // implements
    @Override
    double calArea() {
      // ...
    }
  
    @Override
    double calPerimeter() {
      // ...
    }
  }
  

สัญลักษณ์จะเป็นตัวเอียง

กฏ(s)

1. ถ้ามี Abstract methods, class จะต้องเป็น Abstract class ด้วย

2. Abstract class จะไม่สามารถนำไปสร้าง Object ได้

3. Abstract class สามารถมี methods ธรรมดาได้ จะเรียกว่า Concrete methods

   abstract class A {
      // Concrete methods
      void R() {}   
   }
   

4. เมื่อแม่เป็น Class ปกติที่มี Methods เปล่าๆ จะเรียกว่า Concrete class

   // Concrete class
   class A {
     void f() {
       // ...
     }
   }
   
   abstract class B extends A {
     abstract void f();
   }
   

5. สามารถใช้ Abstract class เป็น Type ได้

   GeometricsObject[] geo = new GeometricsObject[10];
   

Interface

• มีลักษณะคล้าย Class แต่จะมีแค่
  • Constants
  • Abstract methods
• สร้างมากำหนด Behavior ให้ Object

// Superclass
class Person {
  void eat() {}
  void walk() {}
  void sleep() {}
  void study() {}
}

interface Flyable {
  // constant, cannot change in implemented class
  int flySpeed = 10;
  // abstract methods
  void fly();
}

interface Fightable {
  // abstract methods
  void fight();
}

class SpiderMan extends Person implements Flyable, Fightable {
  public void fly() {
    // bro cannot fly
  }

  public void fight() {
    // bro can fight
  }
}

class Plane implements Flyable {
  public void fly() {
    // bro can fly
  }
}

class FightPlane extends Plane implements Fightable {
  public void fight() {
    // boooomm!
  }
}

interface สามารถ Multiple inherit ได้

interface inf0 {
  void a();
}

interface inf1 {
  void f();
}

interface inf2 extends inf0, inf1 {
  void g();
}

// ต้อง Implements ให้ครบ!
class A implements inf2 {
  public void a() {}
  public void f() {}
  public void g() {}
}

Week 13 GUI

Interface 2

• ทุกๆ Interface attribute จะมีการใส่ public final static ให้อัตโนมัติ และทุกๆ Interface methods จะมีการใส่ public abstract ให้อัตโนมัติ

Built in interface

• Comparable

  package java.lang;
  public interface Comparable {
    public int compareTo(Object o);
  }
  

  public class Sting extends Object implements Comparable {
    public int compareTo(Object o) {
      // ...
    }
  }
  
  ✅ new String() instanceof String
  ✅ new String() instanceof Comparable
  
  // เช่นใน Math.max จะรับเป็น Comparable
  public class Max {
    public static Comparable max(Comparable o1, Comparable o2) {
      if (o1.compareTo(o2) > 0) return o1;
      return o2;
    }
  }
  
  String s = (String) Math.max("abc", "abcde");
  

• Cloneable: Copy object ด้วย clone()

package java.lang;
public interface Cloneable {
}

// เช่น Calendar
Calendar cal = new GregorianCalendar(2003, 2, 1);
Caldendar cal2 = (Calendar) cal.clone();

Shallow vs Deep copy

• Shallow copy: จะอ้างอิงตำแหน่งเดิม

  House house1 = new House(1, 1750.50);
  House house2 = house1;
  

• Deep copy: จะสร้างข้อมูลเหมือนกันทั้งหมด ในตำแหน่งใหม่

  House house1 = new House(1, 1750.50);
  House house2 = (House) house1.clone();
  

Interface vs Abstract class

Graphics User Interface

• awt (Abstract Window Toolkit)
  • ขึ้นอยู่กับระบบปฏิบัติการ รันที่ไหนจะได้ UI จาก OS นั้น
  • Frame, Panel, Button, Label, TextField, Graphics, Event, ...
• swing
  • หน้าจอเหมือนกันทุก OS
  • import javax.swing.*;: javax = java extend
  • JFrame, JPanel, JButton, JLabel, JTextField, ...
• Java 2D
• Accessibility
• Drag and Drop

awt and swing

Class ที่สำคัญ

• Component
  • awt: TextField, Label, Radio, Combo, Button
  • swing: JTextField, JLabel, JRadio, JCombo, JButton
• Container
  • awt: Frame, Panel, Menu, Dialog
  • swing: JFrame, JPanel, JMenu, JDialog
• LayoutManager
  • Flow: ซ้ายไปขวา บนลงล่าง
  • Grid
  • Border: ทิศ North, West, East, South และ Center
• Graphics
• Color
• Font

Week 14 Event driven

Event

• เหตุการณ์ ที่เกิดขึ้นในขณะรันโปรแกรม
• เช่น
  • เลื่อนเมาส์ จะเกิด MouseEvent
  • กดปุ่ม จะเกิด ActionEvent
  • การพิมพ์ข้อควาใน TextField จะเกิด KeyEvent
• องค์ประกอบของ Event
  • Event: Object ที่เกิดขึ้นตามประเภทของเหตุการณ์
  • Event source: ตัวที่ทำให้เกิดเหคุการณ์นั้น
  • Event handler: Object ที่ทำหน้าที่จัดการกับเหตุการณ์ผ่าน Methods ของ Event นั้นๆ เช่น Listern ต่างๆ

Listener interface

• เป็น Interface ที่คอยรับฟังเหตุการณ์
• การลงทะเบียนรับ Event กับ Components

• จะต้องมี Methods ที่ต้อง override เมื่อจะจัดการกับ Event

class Listener implements ActionListener {
  public void actionPerformed(ActionEvent e) {
    // ...
  }
}

วิธีการสร้าง Listener

1. สร้าง Inner Class

   class Ex extends JFrame {
     // Inner class
     class Listener implements ActionListener {
       @Override
       public void actionPerformed(ActionEvent e) {
         // ...
       }
     }
   }
   

2. สร้าง Anonymous Listener

   class Ex extends JFrame {
     ex() {
       // Anonymous Listener
       addActionListener(new ActionListener() {
         @Override
         public void actionPerformed(ActionEvent e) {
           // ...
         }
       })
     }
   }
   

3. สร้าง External Class

   class Ex extends JFrame {
     ex() {
       addActionListener(new Listener());
     }
   }
   
   // External class
   class Listener implements ActionListener {
     @Override
     public void actionPerformed(ActionEvent e) {
       // ...
     }
   }
   

4. รวมกับ Component ด้วย implements Listener

   class Ex extends JFrame implements ActionListener {
     public void actionPerformed(ActionEvent e) {
       // ...
     }
   }
   

Week 15 Threads

1 Process จะรันได้หลาย Threads แต่จะไม่ใช่การ run แบบ Parallel แต่จะสามารถแบ่งช่วงเวลาเล็กๆ ได้

class ThreadNum implements Runnable {
  public void run() {
    System.out.println("Thread is running...");
  }
}

Thread t1;
t1 = new Thread(new ThreadNum());
t1.start();

class ThreadNum extends Thread {
  public void run() {
    System.out.println("Thread is running...");
  }
}

ThreadNum t1;
t1 = new ThreadNum();
t1.start();

sleep, suspend, resume

• sleep(ms): เป็นการเปลี่ยน Threads เป็น Blocked แต่จะกลับมา Running เมื่อผ่านไป ms

• suspend(): เป็นการเปลี่ยน Threads เป็น Blocked

• resume(): เป็นการเปลี่ยน Threads เป็น Running

  try {
    Thread.sleep(200);
  } catch(InterruptedException e) {}
  

wait, notify

• wait(): ให้ Thread หยุด
• notify(): ประกาศว่าพร้อมที่จะทำงานต่อได้แล้ว (ให้ Thraed ทำต่อ)