Vydělávej až 160.000 Kč měsíčně! Akreditované rekvalifikační kurzy s garancí práce od 0 Kč. Více informací.
Hledáme nové posily do ITnetwork týmu. Podívej se na volné pozice a přidej se do nejagilnější firmy na trhu - Více informací.

Lekce 8 - Aréna s mágem (dědičnost a polymorfismus)

V minulé lekci, Dědičnost a polymorfismus, jsme si vysvětlili dědičnost a polymorfismus.

Na dnešní VB.NET tutoriál máme slíbeno, že si je vyzkoušíme v praxi. Bude to opět na naší aréně, kde z bojovníka oddědíme mága. Tento tutoriál již patří k těm náročnějším a bude tomu tak i u dalších. Proto si průběžně procvičujte práci s objekty, zkoušejte si naše cvičení a také vymýšlejte nějaké své aplikace, abyste si zažili základní věci. To, že je tu přítomen celý seriál neznamená, že ho celý najednou přečtete a pochopíte :) Snažte se programovat průběžně.

Mág - Objektově orientované programování ve Visual Basic .NET

Než začneme něco psát, shodněme se na tom, co by měl mág umět. Mág bude fungovat stejně, jako bojovník. Kromě života bude mít však i manu. Zpočátku bude mana plná. V případě plné many může mág vykonat magický útok, který bude mít pravděpodobně vyšší damage, než útok normální (ale samozřejmě záleží na tom, jak si ho nastavíme). Tento útok manu vybije na 0. Každé kolo se bude mana zvyšovat o 10 a mág bude podnikat jen běžný útok. Jakmile se mana zcela doplní, opět bude moci magický útok použít. Mana bude zobrazena grafickým ukazatelem, stejně jako život.

Vytvoříme tedy třídu Mag.vb, zdědíme ji z Bojovnik a dodáme ji atributy, které chceme oproti bojovníkovi navíc. Bude tedy vypadat takto (opět si ji okomentujte):

Class Mag
    Inherits Bojovnik
    Private mana As Integer
    Private maxMana As Integer
    Private magickyUtok As Integer
End Class

V mágovi nemáme zatím přístup ke všem proměnným, protože jsou v bojovníkovi nastavené jako privátní. Musíme třídu Bojovnik lehce upravit. Změníme modifikátory Private u atributů na Protected. Budeme potřebovat jen kostka a jmeno, ale klidně nastavíme jako Protected všechny atributy charakteru, protože se v budoucnu mohou hodit, kdybychom se rozhodli oddědit další typy bojovníků. Naopak atribut zprava není vhodné nastavovat jako Protected, protože nesouvisí s bojovníkem, ale s nějakou vnitřní logikou třídy. Třída tedy bude vypadat nějak takto:

Protected jmeno As String
Protected zivot As Integer
Protected maxZivot As Integer
Protected utok As Integer
Protected obrana As Integer
Protected kostka As Kostka
Private zprava As String

...

Přejděme ke konstruktoru.

Konstruktor potomka

VB.NET nedědí konstruktory! Je to pravděpodobně z toho důvodu, že předpokládá, že potomek bude mít navíc nějaké atributy a původní konstruktor by u něj byl na škodu. To je i náš případ, protože konstruktor mága bude brát oproti tomu z bojovníka navíc 2 parametry (mana a magický útok).

Definujeme si tedy konstruktor v potomkovi, který bere parametry potřebné pro vytvoření bojovníka a několik parametrů navíc pro mága.

O potomků je nutné vždy volat konstruktor předka, je to z toho důvodu, že bez volání konstruktoru nemusí být instance správně inicializovaná. Konstruktor předka nevoláme pouze v případě, že žádný nemá. Náš konstruktor musí mít samozřejmě všechny parametry potřebné pro předka plus ty nové, co má navíc potomek. Některé potom předáme předkovi a některé si zpracujeme sami. Konstruktor předka se vykoná před naším konstruktorem.

V VB.NET existuje klíčové slovo MyBase, které je podobné námi již známému Me. Narozdíl od Me, které odkazuje na konkrétní instanci třídy, MyBase odkazuje na předka. My tedy můžeme zavolat konstruktor předka s danými parametry a poté vykonat navíc inicializaci pro mága.

Konstruktor mága bude tedy vypadat takto:

Public Sub New(jmeno As String, zivot As Integer, utok As Integer, obrana As Integer, kostka As Kostka, mana As Integer, magickyUtok As Integer)
    MyBase.New(jmeno, zivot, utok, obrana, kostka)
    Me.mana = mana
    Me.maxMana = mana
    Me.magickyUtok = magickyUtok
End Sub

Pozn.: Stejně můžeme volat i jiný konstruktor v té samé třídě (ne předka), jen místo MyBase použijeme Me.

Přesuňme se nyní do Module1.vb a druhého bojovníka (Shadow) změňme na mága, např. takto:

Dim gandalf As Bojovnik = New Mag("Gandalf", 60, 15, 12, kostka, 30, 45)

Změnu samozřejmě musíme udělat i v řádku, kde bojovníka do arény vkládáme. Všimněte si, že mága ukládáme do proměnné typu Bojovnik. Nic nám v tom nebrání, protože bojovník je jeho předek. Stejně tak si můžeme typ proměnné změnit na Mag. Když aplikaci nyní spustíme, bude fungovat úplně stejně, jako předtím. Mág vše dědí z bojovníka a zatím tedy funguje jako bojovník.

Polymorfismus a přepisování metod

Bylo by výhodné, kdyby objekt Arena mohl s mágem pracovat stejným způsobem jako s bojovníkem. My již víme, že takovémuto mechanismu říkáme polymorfismus. Aréna zavolá na objektu metodu Utoc() se soupeřem v parametru. Nestará se o to, jestli bude útok vykonávat bojovník nebo mág, bude s nimi pracovat stejně. U mága si tedy přepíšeme metodu Utoc() z předka. Přepíšeme zděděnou metodu tak, aby útok pracoval s manou, hlavička metody však zůstane stejná.

Abychom mohli nějakou metodu přepsat, musí být v předkovi označena jako přepisovatelná (v některých jazycích se takovým metodám říká virtuální). Nehledejte za tím žádnou vědu, jednoduše pomocí klíčového slova Overridable VB.NET sdělíme, že si přejeme, aby potomek mohl tuto metodu přepsat. Hlavičku metody v Bojovnik.vb tedy změníme na:

Public Overridable Sub Utoc(souper As Bojovnik)

Když jsme u metod, budeme ještě jistě používat metodu NastavZpravu(), ta je však privátní. Označme ji jako Protected:

Protected Sub NastavZpravu(zprava As String)

Pozn. Při návrhu bojovníka jsme samozřejmě měli myslet na to, že se z něj bude dědit a již označit vhodné atributy a metody jako Protected, případně metody jako přepisovatelné. Klíčovým slovem Overridable je označena metoda, kterou lze v potomkovi přepsat, jinak to není možné. V tutoriálu k bojovníkovi jsem vás tím však nechtěl zbytečně zatěžovat, proto musíme modifikátory změnit až teď, kdy jim rozumíme :)

Metoda Utoc() v bojovníkovi bude tedy Public Overridable. Nyní se vraťme do potomka a pojďme ji přepsat. Metodu normálně definujeme v Mag.vb tak, jak jsme zvyklí. Za modifikátorem Public však ještě použijeme klíčové slovo Overrides, které značí, že si jsme vědomi toho, že se metoda zdědila, ale přejeme si změnit její chování.

Public Overrides Sub Utoc(souper As Bojovnik)

Podobně jsme přepisovali metodu ToString() u našich objektů, každý objekt v VB.NET je totiž odděděný od System.Object, který obsahuje 4 metody, jedna z nich je i ToString(). Při její implementaci tedy musíme použít Overrides.

Chování metody Utoc() nebude nijak složité. Podle hodnoty many buď provedeme běžný útok nebo útok magický. Hodnotu many potom buď zvýšíme o 10 nebo naopak snížíme na 0 v případě magického útoku.

Public Overrides Sub Utoc(souper As Bojovnik)
    Dim uder As Integer = 0
    ' Mana není naplněna
    If mana < maxMana Then
        mana += 10
        If mana > maxMana Then
            mana = maxMana
        End If
        uder = utok + kostka.hod()
        NastavZpravu([String].Format("{0} útočí s úderem za {1} hp", jmeno, uder))
    Else
        ' Magický útok
        uder = magickyUtok + kostka.hod()
        NastavZpravu([String].Format("{0} použil magii za {1} hp", jmeno, uder))
        mana = 0
    End If
    souper.BranSe(uder)
End Sub

Kód je asi srozumitelný. Všimněte si omezení many na maxMana, může se nám totiž stát, že tuto hodnotu přesáhneme, když ji zvyšujeme o 10. Když se nad kódem zamyslíme, tak útok výše v podstatě vykonává původní metoda Utoc(). Jistě by bylo přínosné zavolat podobu metody na předkovi místo toho, abychom chování opisovali. K tomu opět použijeme MyBase:

Public Overrides Sub Utoc(souper As Bojovnik)
    ' Mana není naplněna
    If mana < maxMana Then
        mana += 10
        If mana > maxMana Then
            mana = maxMana
        End If
        MyBase.Utoc(souper)
    Else
        ' Magický útok
        Dim uder As Integer = magickyUtok + kostka.hod()
        NastavZpravu([String].Format("{0} použil magii za {1} hp", jmeno, uder))
        souper.BranSe(uder)
        mana = 0
    End If
End Sub
Class Bojovnik
        Protected jmeno As String
    Protected zivot As Integer
    Protected maxZivot As Integer
    Protected utok As Integer
    Protected obrana As Integer
    Protected kostka As Kostka
    Private zprava As String

        Public Sub New(jmeno As String, zivot As Integer, utok As Integer, obrana As Integer, kostka As Kostka)
                Me.jmeno = jmeno
                Me.zivot = zivot
                Me.maxZivot = zivot
                Me.utok = utok
                Me.obrana = obrana
                Me.kostka = kostka
        End Sub

        Public Function Nazivu() As Boolean
                Return (zivot > 0)
        End Function

        Public Function GrafickyZivot() As String
                Dim s As String = "["
                Dim celkem As Integer = 20
                Dim pocet As Double = Math.Round((zivot / maxZivot) * celkem)
                If (pocet = 0) AndAlso (Nazivu()) Then
                        pocet = 1
                End If
                For i As Integer = 0 To pocet - 1
                        s += "#"
                Next
                s = s.PadRight(celkem + 1)
                s += "]"
                Return s
        End Function

        Public Overridable Sub Utoc(souper As Bojovnik)
                Dim uder As Integer = utok + kostka.hod()
                NastavZpravu(String.Format("{0} útočí s úderem za {1} hp", jmeno, uder))
                souper.BranSe(uder)
        End Sub

    Public Sub BranSe(uder As Integer)
        Dim zraneni As Integer = uder - (obrana + kostka.hod())
        Dim zprava As String
        If zraneni > 0 Then
            zivot -= zraneni
            zprava = String.Format("{0} utrpěl poškození {1} hp", jmeno, zraneni)
            If zivot <= 0 Then
                zivot = 0
                zprava &= " a zemřel"
            End If
        Else
            zprava = String.Format("{0} odrazil útok", jmeno)
        End If
        NastavZpravu(zprava)
    End Sub

        Protected Sub NastavZpravu(zprava As String)
                Me.zprava = zprava
        End Sub

        Public Function VratPosledniZpravu() As String
                Return Me.zprava
        End Function

        Public Overrides Function ToString() As String
                Return jmeno
        End Function

End Class
Class Arena
    Private bojovnik1 As Bojovnik
    Private bojovnik2 As Bojovnik
    Private kostka As Kostka

    Public Sub New(bojovnik1 As Bojovnik, bojovnik2 As Bojovnik, kostka As Kostka)
        Me.bojovnik1 = bojovnik1
        Me.bojovnik2 = bojovnik2
        Me.kostka = kostka
    End Sub

    Private Sub Vykresli()
        Console.Clear()
        Console.WriteLine("-------------- Aréna -------------- " & vbCrLf)
        Console.WriteLine("Zdraví bojovníků: " & vbCrLf)
        Console.WriteLine("{0} {1}", bojovnik1, bojovnik1.GrafickyZivot())
        Console.WriteLine("{0} {1}", bojovnik2, bojovnik2.GrafickyZivot())
    End Sub

    Private Sub VypisZpravu(zprava As String)
        Console.WriteLine(zprava)
        Thread.Sleep(500)
    End Sub

    Public Sub Zapas()
        ' původní pořadí
        Dim b1 As Bojovnik = bojovnik1
        Dim b2 As Bojovnik = bojovnik2
        Console.WriteLine("Vítejte v aréně!")
        Console.WriteLine("Dnes se utkají {0} s {1}! " & vbCrLf, bojovnik1, bojovnik2)
        ' prohození bojovníků
        Dim zacinaBojovnik2 As Boolean = (kostka.hod() <= kostka.VratPocetSten() / 2)
        If zacinaBojovnik2 Then
            b1 = bojovnik2
            b2 = bojovnik1
        End If
        Console.WriteLine("Začínat bude bojovník {0}!" & vbCrLf & "Zápas může začít...", b1)
        Console.ReadKey()
        ' cyklus s bojem
        While b1.Nazivu() And b2.Nazivu()
            b1.Utoc(b2)
            Vykresli()
            VypisZpravu(b1.VratPosledniZpravu()) ' zpráva o útoku
            VypisZpravu(b2.VratPosledniZpravu()) ' zpráva o obraně
            If b2.Nazivu Then
                b2.Utoc(b1)
                Vykresli()
                VypisZpravu(b2.VratPosledniZpravu()) ' zpráva o útoku
                VypisZpravu(b1.VratPosledniZpravu()) ' zpráva o obraně
            End If
            Console.WriteLine()
        End While
    End Sub

End Class

Opět vidíme, jak můžeme znovupoužívat kód. S dědičností je spojeno opravdu mnoho technik, jak si ušetřit práci. V našem případě to ušetří několik řádků, ale u většího projektu by to mohlo mít obrovský význam.

Aplikace nyní funguje tak, jak má.

Konzolová aplikace
-------------- Aréna --------------

Zdraví bojovníků:

Zalgoren [#############       ]
Gandalf [#################   ]
Gandalf použil magii za 52 hp
Zalgoren utrpěl poškození 36 hp

Aréna nás však neinformuje o maně mága, pojďme to napravit. Přidáme mágovi veřejnou metodu GrafickaMana(), která bude obdobně jako u života vracet String s grafickým ukazatelem many.

Abychom nemuseli logiku se složením ukazatele psát dvakrát, upravíme metodu GrafickyZivot() v Bojovnik.vb. Připomeňme si, jak vypadá:

Public Function GrafickyZivot() As String
    Dim s As String = "["
    Dim celkem As Integer = 20
    Dim pocet As Double = Math.Round((zivot / maxZivot) * celkem)
    If (pocet = 0) AndAlso (Nazivu()) Then
        pocet = 1
    End If
    For i As Integer = 0 To pocet - 1
        s += "#"
    Next
    s = s.PadRight(celkem + 1)
    s += "]"
    Return s
End Function

Vidíme, že není kromě proměnných zivot a maxZivot na životě nijak závislá. Metodu přejmenujeme na GrafickyUkazatel a dáme ji 2 parametry: aktuální hodnotu a maximální hodnotu. zivot a maxZivot v těle metody poté nahradíme za aktualni a maximalni. Modifikátor bude Protected, abychom metodu mohli v potomkovi použít:

Protected Function GrafickyUkazatel(aktualni As Integer, maximalni As Integer) As String
    Dim s As String = "["
    Dim celkem As Integer = 20
    Dim pocet As Double = Math.Round((aktualni / maximalni) * celkem)
    If (pocet = 0) AndAlso (Nazivu()) Then
        pocet = 1
    End If
    For i As Integer = 0 To pocet - 1
        s += "#"
    Next
    s = s.PadRight(celkem + 1)
    s += "]"
    Return s
End Function

Metodu GrafickyZivot() v Bojovnik.cs naimplementujeme znovu, bude nám v ní stačit jediný řádek a to zavolání metody GrafickyUkazatel() s příslušnými parametry:

Public Function GrafickyZivot() As String
    Return GrafickyUkazatel(zivot, maxZivot)
End Function

Určitě jsem mohl v tutoriálu s bojovníkem udělat metodu GrafickyUkazatel() rovnou. Chtěl jsem však, abychom si ukázali, jak se řeší případy, kdy potřebujeme vykonat podobnou funkčnost vícekrát. S takovouto parametrizací se v praxi budete setkávat často, protože nikdy přesně nevíme, co budeme v budoucnu od našeho programu požadovat.

Nyní můžeme vykreslovat ukazatel tak, jak se nám to hodí. Přesuňme se do Mag.vb a naimplementujme metodu GrafickaMana():

Public Function GrafickaMana() As String
    Return GrafickyUkazatel(mana, maxMana)
End Function

Jednoduché, že? Nyní je mág hotový, zbývá jen naučit arénu zobrazovat manu v případě, že je bojovník mág. Přesuňme se tedy do Arena.vb.

Rozpoznání typu objektu

Jelikož se nám nyní vykreslení bojovníka zkomplikovalo, uděláme si na něj samostatnou metodu VypisBojovnika(), jejím parametrem bude daná instance bojovníka:

Private Sub VypisBojovnika(b As Bojovnik)
    Console.WriteLine(b)
    Console.Write("Zivot: ")
    Console.WriteLine(b.GrafickyZivot())
End Sub

Nyní pojďme reagovat na to, jestli je bojovník mág. Minule jsme si řekli, že k tomu slouží operátor TypeOf a Is:

Private Sub VypisBojovnika(b As Bojovnik)
    Console.WriteLine(b)
    Console.Write("Zivot: ")
    Console.WriteLine(b.GrafickyZivot())
    If TypeOf b Is Mag Then
        Console.Write("Mana: ")
        Console.WriteLine(DirectCast(b, Mag).GrafickaMana())
    End If
End Sub

Bojovníka jsme museli na mága přetypovat, abychom se k metodě GrafickaMana() dostali. Samotný Bojovnik ji totiž nemá. To bychom měli, VypisBojovnika budeme volat v metodě Vykresli(), která bude vypadat takto:

Private Sub Vykresli()
    Console.Clear()
    Console.WriteLine("-------------- Aréna -------------- " & vbLf)
    Console.WriteLine("Bojovníci: " & vbLf)
    VypisBojovnika(bojovnik1)
    Console.WriteLine()
    VypisBojovnika(bojovnik2)
    Console.WriteLine()
End Sub
Class Bojovnik
        Protected jmeno As String
    Protected zivot As Integer
    Protected maxZivot As Integer
    Protected utok As Integer
    Protected obrana As Integer
    Protected kostka As Kostka
    Private zprava As String

        Public Sub New(jmeno As String, zivot As Integer, utok As Integer, obrana As Integer, kostka As Kostka)
                Me.jmeno = jmeno
                Me.zivot = zivot
                Me.maxZivot = zivot
                Me.utok = utok
                Me.obrana = obrana
                Me.kostka = kostka
        End Sub

        Public Function Nazivu() As Boolean
                Return (zivot > 0)
        End Function

        Protected Function GrafickyUkazatel(aktualni As Integer, maximalni As Integer) As String
        Dim s As String = "["
        Dim celkem As Integer = 20
        Dim pocet As Double = Math.Round((aktualni / maximalni) * celkem)
        If (pocet = 0) AndAlso (Nazivu()) Then
            pocet = 1
        End If
        For i As Integer = 0 To pocet - 1
            s += "#"
        Next
        s = s.PadRight(celkem + 1)
        s += "]"
        Return s
    End Function

    Public Function GrafickyZivot() As String
        Return GrafickyUkazatel(zivot, maxZivot)
    End Function

        Public Overridable Sub Utoc(souper As Bojovnik)
                Dim uder As Integer = utok + kostka.hod()
                NastavZpravu(String.Format("{0} útočí s úderem za {1} hp", jmeno, uder))
                souper.BranSe(uder)
        End Sub

    Public Sub BranSe(uder As Integer)
        Dim zraneni As Integer = uder - (obrana + kostka.hod())
        Dim zprava As String
        If zraneni > 0 Then
            zivot -= zraneni
            zprava = String.Format("{0} utrpěl poškození {1} hp", jmeno, zraneni)
            If zivot <= 0 Then
                zivot = 0
                zprava &= " a zemřel"
            End If
        Else
            zprava = String.Format("{0} odrazil útok", jmeno)
        End If
        NastavZpravu(zprava)
    End Sub

        Protected Sub NastavZpravu(zprava As String)
                Me.zprava = zprava
        End Sub

        Public Function VratPosledniZpravu() As String
                Return Me.zprava
        End Function

        Public Overrides Function ToString() As String
                Return jmeno
        End Function

End Class
Class Mag
    Inherits Bojovnik
    Private mana As Integer
    Private maxMana As Integer
    Private magickyUtok As Integer

    Public Sub New(jmeno As String, zivot As Integer, utok As Integer, obrana As Integer, kostka As Kostka, mana As Integer, magickyUtok As Integer)
        MyBase.New(jmeno, zivot, utok, obrana, kostka)
        Me.mana = mana
        Me.maxMana = mana
        Me.magickyUtok = magickyUtok
    End Sub

    Public Function GrafickaMana() As String
        Return GrafickyUkazatel(mana, maxMana)
    End Function

    Public Overrides Sub Utoc(souper As Bojovnik)
        ' Mana není naplněna
        If mana < maxMana Then
            mana += 10
            If mana > maxMana Then
                mana = maxMana
            End If
            MyBase.Utoc(souper)
        Else
            ' Magický útok
            Dim uder As Integer = magickyUtok + kostka.hod()
            NastavZpravu([String].Format("{0} použil magii za {1} hp", jmeno, uder))
            souper.BranSe(uder)
            mana = 0
        End If
    End Sub

End Class

Hotovo :)

Konzolová aplikace
-------------- Aréna --------------

Bojovníci:

Zalgoren
Život: [##########          ]

Gandalf
Život: [#####               ]
Mana: [#############       ]

Zalgoren útočí s úderem za 28 hp

Aplikaci ještě můžeme dodat hezčí vzhled, vložil jsem ASCIIart nadpis Aréna, který jsem vytvořil touto aplikací: http://patorjk.com/software/taag . Navíc jsem obarvil ukazatele pomocí barvy pozadí a popředí. Metodu k vykreslení ukazatele jsem upravil tak, aby vykreslovala plný obdelník místo # (ten napíšete pomocí Alt + 219). Výsledek může vypadat takto:

Konzolová aplikace
                __    ____  ____  _  _    __
               /__\  (  _ \( ___)( \( )  /__\
              /(__)\  )   / )__)  )  (  /(__)\
             (__)(__)(_)\_)(____)(_)\_)(__)(__)
Bojovníci:

Zalgoren
Život: <span style="color:red">████</span><span style="color:maroon">████████████████</span>

Gandalf
Život: <span style="color:red">███████</span><span style="color:maroon">█████████████</span>
Mana:   <span style="color:blue">█</span><span style="color:navy">███████████████████</span>

Gandalf použil magii za 48 hp
Zalgoren utrpěl poškození 33 hp

Kód máte v příloze. Pokud jste něčemu nerozuměli, zkuste si článek přečíst vícekrát nebo pomaleji, jsou to důležité praktiky.

V následujícím cvičení, Řešené úlohy k 5.-8. lekci OOP ve Visual Basic .NET, si procvičíme nabyté zkušenosti z předchozích lekcí.


 

Měl jsi s čímkoli problém? Stáhni si vzorovou aplikaci níže a porovnej ji se svým projektem, chybu tak snadno najdeš.

Stáhnout

Stažením následujícího souboru souhlasíš s licenčními podmínkami

Staženo 240x (84 kB)
Aplikace je včetně zdrojových kódů v jazyce VB

 

Předchozí článek
Dědičnost a polymorfismus
Všechny články v sekci
Objektově orientované programování ve Visual Basic .NET
Přeskočit článek
(nedoporučujeme)
Řešené úlohy k 5.-8. lekci OOP ve Visual Basic .NET
Článek pro vás napsal Michal Žůrek - misaz
Avatar
Uživatelské hodnocení:
9 hlasů
Autor se věnuje tvorbě aplikací pro počítače, mobilní telefony, mikroprocesory a tvorbě webových stránek a webových aplikací. Nejraději programuje ve Visual Basicu a TypeScript. Ovládá HTML, CSS, JavaScript, TypeScript, C# a Visual Basic.
Aktivity