Upcasting ve Downcasting

Coddy'nin Java Journey'sinin Nesne Yönelimli Programlama bölümünün bir parçası — ders 30 / 87.

Önceki derste, üst türdeki bir değişkenin bir alt nesneyi nasıl tutabildiğini gördünüz: Animal myPet = new Dog(). Bu atama upcasting olarak adlandırılır ve bir Dog her zaman bir Animal olduğu için otomatik olarak gerçekleşir.

Upcasting kalıtım hiyerarşisinde yukarı doğru hareket eder. Örtüktür ve her zaman güvenlidir:

Dog dog = new Dog();
Animal animal = dog;  // Upcasting - otomatik

Upcast yaptığınızda, yalnızca üst sınıfta tanımlanan metotlara erişebilirsiniz. Nesne temelde hala bir Dog olsa bile, alt sınıfa özgü metotlar gizli hale gelir.

Downcasting, bir üst sınıf (parent) referansını tekrar bir alt sınıf (child) türüne dönüştürerek ters yönde ilerler. Bu, her zaman güvenli olmadığı için açık bir tür dönüşümü (explicit cast) gerektirir:

Animal animal = new Dog();  // Upcasting
Dog dog = (Dog) animal;     // Downcasting - açık tür dönüşümü gereklidir
dog.bark();                 // Artık Dog metotlarına erişebiliriz

Downcasting risklidir. Eğer nesne aslında dönüştürmeye çalıştığınız türde değilse, Java çalışma zamanında bir ClassCastException fırlatır:

Animal animal = new Cat();
Dog dog = (Dog) animal;  // Derlenir, ancak çalışma zamanında çöker!

Derleyici bu hatayı yakalayamaz çünkü yalnızca bildirilen türleri görür. Gerçek nesne türü yalnızca program çalıştığında bilinir. Bir sonraki derste, downcasting işleminden önce bir nesnenin türünü güvenli bir şekilde nasıl kontrol edeceğinizi öğreneceksiniz.

Görev

Kolay

Hem yukarı doğru dönüştürme (upcasting) hem de aşağı doğru dönüştürme (downcasting) işlemlerini uygulamalı olarak gösteren bir medya oynatıcı sistemi oluşturalım. Bir medya türleri hiyerarşisi oluşturacak ve üst sınıf ile alt sınıf referansları arasında dönüşüm yapma pratiği yapacaksınız.

Kodunuzu dört dosya halinde düzenleyeceksiniz:

Media.java: Tüm medya türlerinin paylaştığı temel sınıfı oluşturun. Her medya öğesinin bir title alanı (String) vardır. Bunu başlatmak için bir yapıcı (constructor), bir getter metodu getTitle() ve şu çıktıyı veren bir play() metodu ekleyin: Playing: [title]
Song.java: Media sınıfını genişleten bir sınıf oluşturun. Şarkıların ek bir artist alanı (String) vardır. Üst sınıf başlatması için super kullanın. play() metodunu şu çıktıyı verecek şekilde geçersiz kılın (override): Playing song: [title] by [artist]. Şu çıktıyı veren bir showArtist() metodu ekleyin: Artist: [artist]
Podcast.java: Media sınıfını genişleten başka bir sınıf oluşturun. Podcast'lerin bir episode alanı (int) vardır. play() metodunu şu çıktıyı verecek şekilde geçersiz kılın: Playing podcast: [title] - Episode [episode]. Şu çıktıyı veren bir showEpisode() metodu ekleyin: Episode: [episode]
Main.java: Medya türlerinizle yukarı doğru dönüştürme ve aşağı doğru dönüştürme işlemlerini gösterin. Dört girdi alacaksınız: bir şarkı adı, bir sanatçı adı, bir podcast adı ve bir bölüm numarası.
Önce, bir Song oluşturun ve onu bir Media referansına yukarı doğru dönüştürün (upcast). Çalışma zamanı polimorfizmini (run-time polymorphism) iş başında görmek için bu referans üzerinde play() metodunu çağırın.

Ardından, bu Media referansını tekrar bir Song'a aşağı doğru dönüştürün (downcast) ve alt sınıfa özgü metoda erişmek için showArtist() metodunu çağırın.

Sonra, bir Podcast oluşturun ve onu bir Media referansına yukarı doğru dönüştürün. Bu referans üzerinde play() metodunu çağırın.

Son olarak, bu Media referansını tekrar bir Podcast'e aşağı doğru dönüştürün ve showEpisode() metodunu çağırın.

Dört girdi alacaksınız: şarkı adı (String), sanatçı adı (String), podcast adı (String) ve bölüm numarası (int).

Çıktınız dört satır göstermelidir - ikisi şarkı için (oynatma çıktısı ve sanatçı bilgisi) ve ikisi podcast için (oynatma çıktısı ve bölüm bilgisi). Yukarı doğru dönüştürmenin farklı medya türlerine tek tip davranmanıza nasıl olanak tanıdığını, aşağı doğru dönüştürmenin ise onların benzersiz özelliklerine erişmenizi nasıl sağladığını fark edin!

Kopya kağıdı

Java'da, upcasting kalıtım hiyerarşisinde yukarı doğru hareket eder ve otomatik olarak gerçekleşir. Bir çocuk nesne, ebeveyn türündeki bir değişkene atanabilir:

Dog dog = new Dog();
Animal animal = dog;  // Upcasting - otomatik

Upcasting yaptığınızda, nesne hala temelinde çocuk türünde olsa bile, yalnızca ebeveyn sınıfında tanımlanan metotlara erişebilirsiniz.

Downcasting, bir ebeveyn referansını tekrar çocuk türüne dönüştürür. Açık bir dönüştürme gerektirir:

Animal animal = new Dog();  // Upcasting
Dog dog = (Dog) animal;     // Downcasting - açık dönüştürme gerekir
dog.bark();                 // Artık Dog metotlarına erişebiliriz

Downcasting risklidir. Eğer nesne aslında dönüştürmeye çalıştığınız türde değilse, Java çalışma zamanında bir ClassCastException fırlatır:

Animal animal = new Cat();
Dog dog = (Dog) animal;  // Derlenir, ancak çalışma zamanında çöker!

Derleyici bu hatayı yakalayamaz çünkü yalnızca bildirilen türleri görür. Gerçek nesne türü yalnızca program çalıştığında bilinir.

Kendin dene

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // Girdileri oku
        String songTitle = scanner.nextLine();
        String artistName = scanner.nextLine();
        String podcastTitle = scanner.nextLine();
        int episodeNumber = scanner.nextInt();
        
        // TODO: Bir Song oluşturun ve onu bir Media referansına upcast edin
        
        // TODO: Media referansı üzerinde play() metodunu çağırın (polimorfizmi gösterir)
        
        // TODO: Media referansını tekrar Song sınıfına downcast edin
        
        // TODO: Song referansı üzerinde showArtist() metodunu çağırın
        
        // TODO: Bir Podcast oluşturun ve onu bir Media referansına upcast edin
        
        // TODO: Media referansı üzerinde play() metodunu çağırın
        
        // TODO: Media referansını tekrar Podcast sınıfına downcast edin
        
        // TODO: Podcast referansı üzerinde showEpisode() metodunu çağırın
    }
}