Základy objektového programování (OOP)

Objektově orientované programování (OOP) je způsob psaní kódu, kde místo klasické sekvence příkazů pracujeme s objekty — samostatnými "součástkami", které v sobě spojují data a chování. Každý objekt je zodpovědný sám za sebe a s ostatními komunikuje prostřednictvím jasně definovaného rozhraní.

Třída — šablona pro objekty

Třída (class) je plán nebo šablona, ze které se pak tvoří konkrétní objekty. Třída sama o sobě nic nevytváří — jen definuje strukturu: jaká data bude objekt uchovávat a jaké operace nad nimi umí provádět.

Třída obsahuje:

Atributy — data, která objekt uchovává (MAC adresy, payload, FCS…)
Metody — funkce, které objekt umí vykonávat (isValid(), calculateFcs())
Konstruktor — speciální metoda, která se automaticky spustí při vytvoření nového objektu

php

class EthFrame extends PDU
{
    private string $dmac;   // atribut — cílová MAC adresa
    private string $smac;   // atribut — zdrojová MAC adresa
    private int    $type;
    private ?int   $fcs;

    // Konstruktor — spustí se automaticky při new EthFrame(...)
    public function __construct(string $dmac, string $smac, int $type, string $payload)
    {
        parent::__construct($payload);  // zavolá konstruktor rodiče (PDU)
        $this->dmac = $dmac;
        $this->smac = $smac;
        $this->type = $type;
        $this->fcs  = $this->calculateFcs();
    }
}

Objekt — instance třídy

Objekt (neboli instance) je konkrétní výtisk třídy, který vznikne zápisem new NázevTřídy(...). Každý objekt má vlastní sadu dat — dvě instance stejné třídy tak mohou mít různé hodnoty atributů.

javascript

// Vytvoření dvou různých objektů ze stejné třídy EthFrame
const frame1 = new EthFrame("fa:31:45:65:c6:a9", "00:1a:2b:3c:4d:5e", 0x0800, "Hello World!");
const frame2 = new EthFrame("aa:bb:cc:dd:ee:ff", "11:22:33:44:55:66", 0x0806, "ARP request");

console.log(frame1.toString());  // data frame1
console.log(frame2.toString());  // odlišná data frame2

Viditelnost — public, private, protected

Každý atribut nebo metoda má modifikátor viditelnosti, který určuje, odkud je přístupný. Jde o klíčový nástroj pro ochranu vnitřního stavu objektu.

Modifikátor	Dostupný
`public`	Odkudkoliv — zvenčí, z potomka i ze samotné třídy
`private`	Pouze uvnitř třídy; potomci k němu nemají přístup
`protected`	Uvnitř třídy a u jejích potomků, ale ne zvenčí

V naší třídě EthFrame jsou MAC adresy a FCS privátní — nikdo zvenčí je nemůže změnit přímo:

php

private string $dmac;   // přístup jen zevnitř EthFrame
private ?int   $fcs;    // nikdo zvenku nemůže "rozbít" kontrolní součet!
protected string $payload;  // přístup i z dědících tříd (EthFrame může číst payload z PDU)

Proč na tom záleží? Kdybychom nechali $fcs veřejné, mohl by kdokoliv napsat $frame->fcs = 0 a rozbít validaci, aniž by třída o změně věděla. Privátní atributy chrání vnitřní konzistenci objektu.

Gettery a Settery

Protože privátní atributy nejsou přístupné zvenčí, používáme gettery (čtení) a settery (zápis). Setter může data validovat nebo spustit vedlejší akce — třeba automaticky přepočítat FCS po každé změně dat.

php

// Getter — pouze vrátí hodnotu
public function getDmac(): string
{
    return $this->dmac;
}

// Setter — validuje vstup a po změně přepočítá kontrolní součet
public function setDmac(string $dmac): void
{
    if (!self::isValidMac($dmac)) {
        throw new InvalidArgumentException("Neplatná MAC adresa: $dmac");
    }
    $this->dmac = $dmac;
    $this->recalculateFcs();   // vedlejší akce — nikdo zvenku o ní nemusí vědět
}

V JavaScriptu a Pythonu se gettery/settery zapisují syntakticky jako atributy — přímý přístup frame.payload = "data" na pozadí zavolá setter:

javascript

// JavaScript — klíčová slova get / set
set payload(val) {
    super.payload = val;
    this.#recalculateFcs();  // automaticky po každé změně
}

Dědičnost

Dědičnost umožňuje vytvořit novou třídu, která přebírá vše od existující třídy a přidává nebo upravuje jen to, co ji odlišuje. Díky tomu nemusíme psát stejný kód opakovaně.

PDU          ← rodič / bázová třída (obecná síťová jednotka s payloadem)
 └── EthFrame  ← potomek (přidává MAC adresy, typ rámce a FCS)

Rodičovská třída PDU se stará o obecné uložení dat (payload). EthFrame z ní dědí a přidává vše specifické pro Ethernet. Konstruktor potomka musí zavolat konstruktor rodiče (super() / parent::__construct()):

javascript

class EthFrame extends PDU {       // "extends" = dědí od PDU
  constructor(dmac, smac, type, payload) {
    super(payload);                // předá payload rodičovskému konstruktoru
    this.#dmac = dmac;
    // ...
  }
}

Abstraktní třída a metody

Abstraktní třída slouží pouze jako šablona pro potomky — nelze z ní přímo vytvořit objekt. Může obsahovat abstraktní metody — metody bez implementace, které musí každý potomek napsat sám.

V reálném světě neexistuje "obecná síťová datová jednotka" — existují konkrétní věci jako Ethernetový rámec nebo IP paket. Proto je PDU abstraktní.

php

abstract class PDU
{
    protected string $payload;

    public function __construct(string $payload)
    {
        $this->payload = $payload;
    }

    // Abstraktní metoda — každý potomek si ji MUSÍ implementovat sám
    abstract public function isValid(): bool;
}

Pokus o přímé vytvoření abstraktní třídy selže:

php

$pdu = new PDU("data");
// Fatal error: Cannot instantiate abstract class PDU

$frame = new EthFrame(...);
// OK — EthFrame je konkrétní potomek, který isValid() implementoval

Statické metody a atributy

Statický obsah patří celé třídě, ne konkrétnímu objektu. Volá se přímo na třídě bez vytváření instance. Typické použití: pomocné (utility) metody, sdílené konstanty, validátory.

javascript

// Statická metoda — ověří formát MAC adresy
static isValidMac(mac) {
  const macRegex = /^([0-9a-fA-F]{2}:){5}[0-9a-fA-F]{2}$/;
  return macRegex.test(mac);
}

// Volání přímo na třídě (bez new):
EthFrame.isValidMac("fa:31:45:65:c6:a9");  // true
EthFrame.isValidMac("invalid-mac");         // false

Kdy použít statiku? Pokud metoda nepotřebuje přistupovat k datům konkrétního objektu, ale pracuje jen s argumenty nebo sdílenou logikou, je vhodné ji označit jako static. V kódu si pak všimněte, že isValidMac nepoužívá this — proto je statická.

Přehled pojmů

Pojem	Stručně	Příklad
Třída	Šablona / plán pro objekty	`class EthFrame { ... }`
Objekt	Konkrétní instance třídy	`new EthFrame(...)`
Atribut	Data uložená v objektu	`$dmac`, `#fcs`, `self.__type`
Metoda	Funkce patřící objektu	`isValid()`, `calculateFcs()`
Konstruktor	Metoda spuštěná při vytvoření objektu	`constructor()`, `__init__`, `__construct()`
public	Přístupný odkudkoliv	`public function getDmac()`
private	Přístupný jen uvnitř třídy	`#fcs`, `private $dmac`
protected	Přístupný v třídě a jejích potomcích	`protected $payload`
Getter/Setter	Kontrolovaný přístup k privátním datům (čtení / zápis)	`getDmac()`, `setDmac()`, `get dmac`
Dědičnost	Potomek přebírá funkčnost rodiče	`class EthFrame extends PDU`
Abstraktní	Šablona, která se nedá přímo instanciovat; potomci musí doplnit metody	`abstract class PDU`, `@abstractmethod`
Statický	Patří třídě jako celku, ne instanci; volá se bez `new`	`static isValidMac(mac)`

Základy objektového programování (OOP) ​

Třída — šablona pro objekty ​

Objekt — instance třídy ​

Viditelnost — public, private, protected ​

Gettery a Settery ​

Dědičnost ​

Abstraktní třída a metody ​

Statické metody a atributy ​

Přehled pojmů ​

Základy objektového programování (OOP)

Třída — šablona pro objekty

Objekt — instance třídy

Viditelnost — public, private, protected

Gettery a Settery

Dědičnost

Abstraktní třída a metody

Statické metody a atributy

Přehled pojmů