Pemrograman Berorientasi Objek dengan Java

Class dan Object

Konsep dasar dari Pemrograman Berorientasi objek sendiri adalah menyatakan sebuah objek real kedalam bahasa bahasa pemrograman.

Objek (object)

Objek adalah hal, perkara, benda atau orang yang menjadi pokok pembicaraan (KBBI, 2018). Misalnya seorang manusia, seekor kucing, seekor anjing atau benda lain, misalnya sebuah kursi. Itu adalah sebuah objek. Nah, setiap objek pasti memiliki identitas atau atribut, misalnya seorang manusia memiliki identitan atau atribut nama, umur, tinggi, berat dan berbagai identitas lainnya.

Selain itu, sebuah objek juga pasti memiliki tingka laku, misalnya seorang manusia bisa makan, tidur, berjalan, bermain, koding dan berbagai kegiatan aktivitas lainnya. Sebuah objek dalam PBO juga demikian, objek tersebut akan memiliki sifat/atrribute dan perilaku/behaviour. Sifat/atribut yang dimaksud di PBO adalah sesuatu yang memiliki nilai, seperti ukuran, warna, berat, keterangan, dan semacamnya. Sedangkan tingkah laku/behaviour adalah kumpulan perintah yang melakukan suatu kegiatan spesifik.

Class

Setiap objek memiliki blueprint atau cetakan, digunakan untuk membuat objek. Suatu cetakan akan ditentukan apa-apa saja yang akan dimasukkan kedalam sebuah objek. Sehingga dapat kita katakan bahwa:

Class adalah blueprint dari objek dan objek adalah instance dari sebuah class.

Di Java, semuanya dibungkus dengan sebuah class. class adalah core dari Java itu sendiri.

Aturan untuk class Java:

1. class dapat memiliki public atau default (no modifier).
2. Dapat berupa abstract atau final (class normal).
3. Harus mempunyai keyword class dan harus diikuti nama class yang berupa PascalCase.
4. Dapat meng-extend hanya sebuah parent class. Secara default, meng-extend class Object.
5. Variabel dan method dibungkus didalam kurung kurawal ({}).

Bentuk umum:

class  ClassName {
     field;
     method;
}

Misalnya seorang anak yang baru lahir, pastilah dia akan memiliki nama, namun kita belum memberikannya nama. Kenyataan bahwa dia akan memiliki nama, itu dimisalkan kedalam sebuah blueprint, bahwa seorang manusia pastilah memiliki nama, umur, perilaku, dan sebagainya.

Misalnya blueprintnya:

1. Perilaku: bernafas, makan, bergerak, melihat, … dst.
2. Atribut: nama, umur, jenis kelamin, … dsb.

class Manusia {
    int umur;
    String nama, jenisKelamin;

    void bernafas() {}
    void makan() {}
    void berbicara() {}
}

Untuk menggunakan cetakan ini untuk seorang manusia, maka dapat menggunakan perintah:

Manusia deo = new Manusia();

maka akan muncul sebuah objek baru, dengan nama objek deo, dan memiliki nama, umur, jenis kelamin, bernafas, dll.

Setiap kali objek di-instance dari sebuah class, maka objek tersebut mewarisi atribut dan perilaku dari class yang di-intace-kan. Artinya objek deo yang telah dibuat juga mempunyai atribut nama, umur dan semua atribut dan perilaku yang ada di class Manusia.

Perintah new adalah sebuah keyword untuk mengalokasikan memory untuk object tersebut.

Tapi, datanya belum diisi, dan masih sebatas sebuah template sehingga defaultnya nilainya 0/null/false, kita dapat mengisinya dengan menggunakan perintah:

deo.nama = "Deo";
deo.umur = 22;
deo.jenisKelamin = "Laki-laki";

Method

Method adalah penggambaran suatu sifat dari sebuah objek.

Method adalah kumpulan statemen yang dibungkus menjadi satu untuk melaksanakan suatu fungsi tertentu. Method sama dengan fungsi di bahasa pemrograman lain.

Misalnya kita mempunya class Manusia, maka methodnya bisa seperti berjalan(), makan(), atau sifat lainnya.

Constructor

Konstruktor adalah method yang dijalankan ketika pertama kali sebuah objek dipanggil. Sebuah class tanpa konstruktor akan otomatis dibuatkan konstruktor default oleh java.

Constructor adalah method tanpa return type dan nama methodnya sama dengan nama classnya.

class Manusia {
    int umur;
    String nama, jenisKelamin;

    void bernafas() {}
    void makan() {}
    void berbicara() {}

    // Ini constructor
    Manusia () {
        nama = "Nama saya ..";
        umur = 21;
        jenisKelamin = "L";
    }
}

Ketika dibuat sebuah objek dari class di atas dengan statement Employee emp = new Employee(); maka nilai attribute name = Shelena dan nilai attribute salary = 0.

class Manusia {
    int umur;
    String nama, jenisKelamin;

    void bernafas() {}
    void makan() {}
    void berbicara() {}

    // Ini constructor
    Manusia () {
        nama = "Nama saya ..";
        umur = 21;
        jenisKelamin = "L";
    }
}

public class Main {
    public static void main (String[] args) {
        Manusia manusia = new Manusia();
        System.out.println("Nama = "+ manusia.nama);
        System.out.println("Umur = "+ manusia.umur);
        System.out.println("Jenis Kelamin = "+ manusia.jenisKelamin);
    }
}

Java memperbolehkan sebuah class memiliki banyak constructor dengan ketentuan:

• Setiap Constructor memiliki jumlah parameter yang berbeda,
• Jumlah parameter boleh sama tetapi type data masing-masing parameternya harus berbeda,
• Apabila terdapat lebih dari satu constructor dalam class maka Constructor yang digunakan adalah constructor yang sesuai dengan ketika objek di-instansikan.

Hal ini disebut dengan overloading, dimana beberapa method dapat memiliki nama yang sama, namun dibedakan dengan paramater yang berbeda.

Contoh:

class Manusia {
    int umur;
    String nama, jenisKelamin;

    void bernafas() {}
    void makan() {}
    void berbicara() {}

    Manusia(String nama) {
        this.nama = nama;
    }

    Manusia(String nama, int umur) {
        this.nama = nama;
        this.umur = umur;
    }

    Manusia (String nama, int umur, String jenisKelamin) {
        this.nama = nama;
        this.umur = umur;
        this.jenisKelamin = jenisKelamin;
    }
}

public class Main {
    public static void main (String[] args) {
        Manusia manusia1 = new Manusia("A", 22, "L");
        Manusia manusia2 = new Manusia("B", 20);
        Manusia manusia3 = new Manusia("C");       
        System.out.println("Nama 1 = "+ manusia1.nama);
        System.out.println("Nama 2 = "+ manusia2.nama);
        System.out.println("Nama 3 = "+ manusia3.nama);
    }
}

Output:

Nama 1 = A 
Nama 2 = B
Nama 3 = C

Encapsulation

Encapsulation atau enkapsulasi adalah pembatasan akses terhadap suatu atribut, method atau konstruktor dalam suatu class. Enkapsulasi memastikan bahwa hanya program hanya dapat diakses oleh yang diberi izin saja.

Access Modifier

Access modifier adalah tingkat level akses yang dapat diberikan. Secara umum, dalam Java ada 4 macam jenis modifier, yaitu: public, private, protected dan default modifier (blank). Apabila sebuah modifier tidak ditentukan maka secara otomatis compiler memberikan default modifier pada attribute atau method tersebut.

1. Public. Sebuah attribute atau method yang diberikan access modifier public artinya dapat diakses dari class yang berbeda. Penggunaan public modifier biasanya untuk method-method yang bekerja sebagai transportasi data seperti Setter Method dan Getter.

2. Protected. Sebuah attribute atau method yang diberikan access modifier protected artinya dapat diakses dari class lain yang merupakan subclassnya. Access modifier ini biasa digunakan untuk attribute dalam sebuah Class yang menjadi superclass.

3. Private. Attribute atau method dengan access modifier private hanya dapat diakses dari dalam Classnya sendiri. Umumnya sebuah method dalam sebuah class diberikan Private modifier apabila method tersebut hanya berkerja di dalam classnya sendiri atau pada method dan attribute yang harus disembunyikan dari class lain termasuk.

4. Default Modifier (blank). Default modifier yaitu modifier yang diberikan kepada method atau attribute yang tidak ditentukan modifiernya. Sebuah attribute atau method dengan access modifier default dapat diakses dari luar Class walaupun class tersebut bukan subclassnya selama berada dalam package yang sama.

Tabel jangkauan untuk tiap modifier:

Keterangan:

• Y artinya bisa diakses,
• N artinya tidak bisa diakses,
• Subclass artinya class anak,
• World artinya seluruh package di aplikasi.

Setter and Getter

Setter dan Getter adalah istilah untuk method dengan access modifier public yang digunakan untuk mengubah (Set) atau mengambil (Get) nilai suatu attribute private atau protected dalam sebuah Class.

Setter adalah sarana untuk mengambil nilai di dalam sebuah atribut private

Getter adalah sarana untuk mengubah nilai di dalam sebuah atribut private

Setter dan getter ini memiliki akses public, sehingga dapat diakses kelas lainnya, sedangkan method utamanya tidak perlu diketahui oleh orang lain.

class Manusia {

    private String nama, jenisKelamin;
    int umur;

    public Manusia(String nama, String jenisKelamin, int umur) {
        this.nama = nama;
        this.jenisKelamin = jenisKelamin;
        this.umur = umur;
    }

    public String getNama() {
        return nama;
    }

    public void setNama(String nama) {
        this.nama = nama;
    }

    public String getJenisKelamin() {
        return jenisKelamin;
    }

    public void setJenisKelamin(String jenisKelamin) {
        this.jenisKelamin = jenisKelamin;
    }

    public int getUmur() {
        return umur;
    }

    public void setUmur(int umur) {
        this.umur = umur;
    }
}

Abstract Class dan Interface

Abstract method vs Overriding

Abstract method adalah method yang ditulis untuk diimplementasikan nantinya (harus diimplementasikan). Abstract method ini sebagai perjanjian bahwa method-method yang diberi tanda abstract merupakan method yang penting sehingga harus diimplementasikan. Manfaatnya, digunakan sebagai jembatan antar class.

Perbedaan abstract method dengan overriding - Abstract harus di implementasikan sedangkan overriding itu opsional.

Untuk menggunakan abstract class didalam sebuah class, digunakan keyword abstract, dan untuk mengimplementasikannya pada class menggunakan keyword implement.

class One{
    One(){
        ...
    }

    abstract dataType theMethod();
}

class Main implement One {
    ...
}

Interface

Interface adalah kumpulan abstract method yang digabung menjadi satu class. Interface digunakan untuk menjembatani berbagai jenis class untuk dapat saling berkomunikasi satu dengan yang lain.

interface Orang{
    abstract void makan();
    abstract void suara();
    abstract void jalan();
}

class Manusia {

    private String nama, jenisKelamin;
    int umur;

    public Manusia(String nama, String jenisKelamin, int umur) {
        this.nama = nama;
        this.jenisKelamin = jenisKelamin;
        this.umur = umur;
    }

    public String getNama() {
        return nama;
    }

    public void setNama(String nama) {
        this.nama = nama;
    }

    public String getJenisKelamin() {
        return jenisKelamin;
    }

    public void setJenisKelamin(String jenisKelamin) {
        this.jenisKelamin = jenisKelamin;
    }

    public int getUmur() {
        return umur;
    }

    public void setUmur(int umur) {
        this.umur = umur;
    }
}

class Ayah extends Manusia implements Orang {

    public Ayah(String nama, String jenisKelamin, int umur) {
        super(nama, jenisKelamin, umur);
    }

    public void makan() {
        System.out.println("Ayah makan");
    }

    public void suara() {
        System.out.println("Ayah bersuara");
    }

    public void jalan() {
        System.out.println("Ayah berjalan");
    }
}

class Ibu extends Manusia implements Orang {

    public Ibu(String nama, String jenisKelamin, int umur) {
        super(nama, jenisKelamin, umur);
    }

    public void makan() {
        System.out.println("Ibu makan");
    }

    public void suara() {
        System.out.println("Ibu bersuara");
    }

    public void jalan() {
        System.out.println("Ibu berjalan");
    }
}

Bacaan menarik tentang interface https://medium.com/@Dewey92/oop-interface-what-ca16de0359af

Inheritance

Inheritance adalah pewarian sifat. Class yang berisafat umum akan mewariskan sifatnya ke class yang bersifat khusus. Misalnya class Manusia akan memiliki class turunan seperti Ayah, Ibu dan Anak. Ketika meng-extend sebuah class, maka semua member non-private termasuk variabel dan method akan diwariskan ke class tersebut.

Class Manusia akan memiliki atribut dan method tersendiri, misalnya nama, jenisKelamin dan umur. Class Ayah misalnya akan memiliki method dan atribut dari class Manusia namun akan memiliki sifat-sifat dan atribut yang khusus, seperti suara, gayaBerjalan, warnaKulit, dsb.

Untuk mewariskan sifat, digunakan keyword extend, dan untuk memanggil atribut dan method dari class induk, menggunakan keyword super. Keyword yang kedua adalah implements untuk inheritance/mewariskan dari sebuah interface.

Keyword super dapat digunakan untuk memanggil property di class parent, bahkan bisa memanggil constructor class parent.

Misalnya:

class Manusia {

    private String nama, jenisKelamin;
    int umur;

    public Manusia(String nama, String jenisKelamin, int umur) {
        this.nama = nama;
        this.jenisKelamin = jenisKelamin;
        this.umur = umur;
    }

    public String getNama() {
        return nama;
    }

    public void setNama(String nama) {
        this.nama = nama;
    }

    public String getJenisKelamin() {
        return jenisKelamin;
    }

    public void setJenisKelamin(String jenisKelamin) {
        this.jenisKelamin = jenisKelamin;
    }

    public int getUmur() {
        return umur;
    }

    public void setUmur(int umur) {
        this.umur = umur;
    }
}

Class Ayah akan mewarisi sifat-sifat dari class Manusia.

class Ayah extends Manusia implements Orang {

    public Ayah(String nama, String jenisKelamin, int umur) {
        super(nama, jenisKelamin, umur);
    }

    public void makan() {
        System.out.println("Ayah makan");
    }

    public void suara() {
        System.out.println("Ayah bersuara");
    }

    public void jalan() {
        System.out.println("Ayah berjalan");
    }
}

Keuntungan dari inheritance adalah:

1. Reusability dari code, kita tidak perlu menulis kode berulang-ulang.
2. Mendukung polimorphisme dengan adanya method overriding (dibahas pada bagian polimorphisme)

Sedangkan kerugiannya adalah class parent dan child akan memiliki kesamaan identik, sehingga apabila terjadi perubahan di class parent, maka akan otomatis mengubah juga class child. Hal ini membuat adanya saling ketergantungan.

Jenis Inheritance

Java hanya mendukung 3 jenis inheritance berikut:

1. Single inheritance
2. Multilevel inheritance
3. Heirarchical inheritance

Java tidak mendukung multiple inheritance dengan alasan keamanan dari masalah Deadly Diamond of Death.

Single inheritance

Ini misalnya ketika ada pewarisan suatu class ke class lain, misalnya:

class A{
    int a = 10;
    void show() {
        System.out.println("a = "+a);
    }
}

public class B extends A{
    
    public static void main(String[] args) {
        B b = new B();
        b.show();        
    }
}

Multilevel Inheritance

Ini misalnya pada sebuah class C extends class B, lalu class B extends class A. Misalnya:

class A{
    int a = 10;
    void show() {
        System.out.println("a = "+a);
    }
}

class B extends A{
    int b = 10;
    void showB() {
        System.out.println("b = "+b);
    }
}

public class C extends B{
    
    public static void main(String[] args) {
        C c = new C();
        c.show();
        c.showB();
    }
}

Hierarchical Inheritance

Ini terjadi jika ada dua class memiliki satu parent class yang sama. Misalnya class B dan class C extends class A. Contohnya:

class A{
    int a = 10;
    void show() {
        System.out.println("a = "+a);
    }
}

class B extends A{
    int b = 10;
    void showB() {
        System.out.println("b = "+b);
    }
}

public class C extends A{   
    public static void main(String[] args) {
        C c = new C();
        c.show();
        B b = new B();
        b.show();
    }
}

Multiple Inheritance [tidak didukung Java]

Multiple inheritance adalah inheritance sebuah class, misalnya class C yang mempunyai 2 buah parent, misalnya class B dan class A.

Mengapa multiple inheritance tidak didukung, karena:

1. Untuk menghilangkan ambiguitas,
2. Untuk mempermudah review code dan clear design.

Overriding Method

Dalam Java, sebuah method yang sama antara superclass dan subclass dibolehkan. Ketika sebuah method dengan nama yang sama dengan method yang ada pada superclass dibuat pada subclass, maka method yang ada di superclass ditimpa (override) dengan method yang baru.

Sehingga, ketika method tersebut dipanggil pada subclass, maka yang akan dieksekusi adalah method yang ada pada subclass.

Contohnya:

class Person{
    String name;
    int yearOfBirth;
    double height;
    double weight;
    int currentYear = 2020;

    Person(String i, int j, double k, double l){
        name = i;
        yearOfBirth = j;
        height = k;
        weight = l;
    }

    int myAge(){
        return currentYear - yearOfBirth;
    }
}

class Deo extends Person{
    Deo(String i, int j, double k, double l){
        super(i,j,k,l);
        super.myAge();
    }

    int myAge(){
        return currentYear + yearOfBirth;
    }
}

class OverridingExample{
    public static void main(String args[]){
        Deo deo = new Deo("Deo", 2002, 170.0, 50.0);
        System.out.println("My name is " + deo.name);
        System.out.println("My ages is " + deo.myAge());
    }
}

Dimana terlihat, bahwa terdapat dua method yang sama, yang pertama method myAge di superclass dan method myAge yang kedua di subclass.

Walaupun sudah panggil dengan menggunakan super.myAge(), namun ketika di eksekusi, hasil yang keluar adalah method yang terdapat pada subclass, yang artinya sudah ditimpa/overriding.

Polymorphism

Polimorfiesme (bahasa Inggris polymorphims) adalah kemampuan dari suatu objek untuk merepresentasikan satu bentuk ke dalam banyak bentuk. Penggunaan paling umum dari polymorphism pada OOP terjadi ketika reference superclass digunakan untuk merujuk ke inheritance objek class.

Hal ini memungkinkan perubahan perilaku program secara dinamis saat program berjalan, tanpa suatu modul tahu bahwa modul yang lain sudah berubah.

Polymorphism menyederhanakan dan menghilangkan if-else, di saat-saat di mana penggunaannya menjadi tidak praktis lagi. Kode-kode yang tersebar di mana-mana dengan if-else yang selalu sama, akhirnya semuanya di masukkan ke dalam kelas-kelas masing-masing. Ditaruhlah interface di depan kelas-kelas itu, sehingga sekarang kode yang baru terasa lebih mudah dibaca¹.

Polymorphism terbagi menjadi dua, yaitu compiled time polymorphism dan runtime polymorphism.

Compiled time polymorphims/static polymorphims

Polimorfiesme yang berjalan ketika kompilasi. Misalnya:

1. Method overloading,
2. Constructor overloading,

Contoh:

class Arithmetic {
    public int add(int i, int j) {
        return i + j;
    }

    public long add(int i, int j) {
        return i + j;
    }

    public long add(int i, int j, int k) {
        return i + j + k;
    }
}

Runtime polymorphism

Polimorfiesme yang berjalan ketika runtime. Menggunakan override yang dituliskan dalam bentuk keyword @Override. Misalnya:

//Superclass
public class Operasi {
    void op(int i, int j){
        System.out.println(i + j);
    }
}

public class NewOperation extends Operasi {
    @Override
    void op(int i, int j){
        System.out.println(i * j);
    }
}

Overriding vs Overloading

1. Overriding mengimplementasikan Runtime Polymorphism, Overloading mengimplementasikan Compile time polymorphism,
2. Overriding terjadi antara superclass dan subclass, Overloading terjadi antara metode di kelas yang sama.
3. Overriding memiliki tanda yang sama yaitu nama dan argumen yang sama, Overloading memiliki nama yang sama namun parameter berbeda.
4. Overloading, method dipanggil ketika compile-time, Overriding, dipanggil ketika runtime objek yang ditentukan.
5. Jika Overriding breaks, akan berakibat fatar karena efeknya akan terlihat pada saat runtime, namun jika Overloading breaks, akan muncul compile-time error dan lebih mudah untuk memperbaikinya²