16. Triedy a dedičnosť

Čo už vieme o triedach a ich inštanciách:

• triedy sú kontajnery atribútov:

• atribúty sú väčšinou funkcie, hovoríme im metódy
• niekedy sú to premenné, hovoríme im triedne atribúty
• niektoré metódy sú “magické”: začínajú aj končia dvomi znakmi ‘__’ a každá z nich má pre Python svoje špeciálne využitie

• triedy sú vzormi na vytvárame inštancií (niečo ako formičky na vyrábanie nejakých výrobkov)
• aj inštancie sú kontajnery atribútov:

• väčšinou sú to súkromné premenné inštancií

• ak nejaký atribút nie je v inštancii definovaný, tak Python zabezpečí, že sa použije atribút z triedy (inštancia automaticky “vidí” triedne atribúty) - samozrejme, len ak tam existuje, inak sa o tom vyhlási chyba

16.1. Objektové programovanie

je v programovacom jazyku charakterizované týmito tromi vlastnosťami:

1. Zapuzdrenie

Zapuzdrenie (enkapsulácia, encapsulation) označuje:

• v objekte sa nachádzajú premenné aj metódy, ktoré s týmito premennými pracujú (hovoríme, že údaje a funkcie sú zapuzdrené v jednom celku)
• vďaka metódam môžeme premenné v objekte ukryť, takže zvonku sa s údajmi pracuje len pomocou týchto metód
• pripomeňme si triedu Cas: v atribútoch hodiny a minuty (prípadne sekundy) sa tieto hodnoty nachádzajú vždy v správnom tvare, t.j. sú to kladné čísla, pričom atribút minuty je vždy menší ako 60, predpokladáme, že s týmito atribútmi nepracujeme priamo, ale len pomocou metód __init__(), __str__(), sucet(), ...
• z tohto dôvodu, by sme niekedy potrebovali dáta skryť a preto doplniť funkcie, tzv. getter a setter pre tie atribúty, ktoré chceme nejako ochrániť, neskôr uvidíme ďalší pojem, ktorý s týmto súvisí, tzv. vlastnosť (property), napr.

class Cas:

    def __init__(self, hodiny=0, minuty=0, sekundy=0):
        cas = abs(3600*hodiny + 60*minuty + sekundy)
        self.hod = cas // 3600
        self.min = cas // 60 % 60
        self.sek = cas % 60

    def __str__(self):
        return '{}:{:02}:{:02}'.format(self.hod, self.min, self.sek)

    def sucet(self, iny):
        return Cas(self.hod+iny.hod, self.min+iny.min, self.sek+iny.sek)

    def rozdiel(self, iny):
        return Cas(sekundy = self.pocet_sekund() - iny.pocet_sekund())

    def pocet_sekund(self):
        return 3600 * self.hod + 60 * self.min + self.sek

    def vacsi(self, iny):
        return self.pocet_sekund() > iny.pocet_sekund()

    def hodiny(self):                    # getter
        return self.hod

    def zmen_hodiny(self, hodiny):       # setter
        self.hod = abs(hodiny)

    def minuty(self):                    # getter
        return self.min

    def zmen_minuty(self, minuty):       # setter
        self.min = minuty % 60
        self.hod += minuty // 60

    ...

• podobne by sme zrealizovali sekundy() aj zmen_sekundy()
• vieme to zapísať aj pre vylepšenú verziu s jediným apribútom premennou sek:

class Cas:

    def __init__(self, hodiny=0, minuty=0, sekundy=0):
        self.sek = abs(3600*hodiny + 60*minuty + sekundy)

    def __str__(self):
        return '{}:{:02}:{:02}'.format(self.sek//3600, self.sek//60%60, self.sek%60)

    def sucet(self, iny):
        return Cas(sekundy=self.sek+iny.sek)

    def rozdiel(self, iny):
        return Cas(sekundy=self.sek-iny.sek)

    def vacsi(self, iny):
        return self.sek > iny.sek

    def hodiny(self):                    # getter
        return self.sek // 3600

    def zmen_hodiny(self, hodiny):       # setter
        self.sek = 3600 * abs(hodiny) + self.sek % 3600

    ...

2. Dedičnosť

Dedičnosť (inheritance) označuje, že

• novú triedu nevytvárame z nuly, ale využijeme už existujúcu triedu
• tejto vlastnosti sa budeme venovať v tejto prednáške

3. Polymorfizmus

Tejto vlastnosti objektového programovania sa budeme venovať v ďalších prednáškach.

16.2. Dedičnosť

Začneme definíciou jednoduchej triedy:

class Bod:
    def __init__(self, x, y):
        self.x, self.y = x, y

    def __str__(self):
        return 'Bod({},{})'.format(self.x, self.y)

    def posun(self, dx=0, dy=0):
        self.x += dx
        self.y += dy

bod = Bod(100, 50)
bod.posun(-10, 40)
print('bod =', bod)

Toto by nemalo byť pre nás nič nové. Tiež sme sa už stretli s tým, že:

>>> dir(Bod)
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__',
 '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__le__', '__lt__',
 '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__',
 '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'posun']

V tomto výpise všetkých atribútov triedy Bod vidíme nielen nami definované tri metódy: __init__(), __str__() a posun(), ale aj veľké množstvo neznámych identifikátorov, o ktorých asi netušíme odkiaľ sa tu nabrali a na čo slúžia.

V Pythone, keď vytvárame novú triedu, tak sa táto “nenarodí” úplne prázdna, ale získava niektoré dôležité atribúty od základnej Pythonovskej triedy object. Keď pri definovaní triedy zapíšeme:

class Bod:
    ...

v skutočnosti to znamená:

class Bod(object):
    ...

Do okrúhlych zátvoriek píšeme triedu (v tomto prípade triedu object), z ktorej sa vytvára naša nová trieda Bod. Vďaka tomuto naša nová trieda už pri “narodení” pozná základnú množinu atribútov a my našimi definíciami metód tieto atribúty buď prepisujeme alebo pridávame nové. Tomuto mechanizmu sa hovorí dedičnosť a znamená to, že z jednej triedy vytvárame nejakú inú:

• triede, z ktorej vytvárame nejakú novú, sa hovorí základná trieda, alebo bázová trieda, alebo super trieda (base class, super class)
• triede, ktorá vznikne dedením z inej triedy, hovoríme odvodená trieda, alebo podtrieda (derived class, subclass)

Niekedy sa vzťahu základná trieda a odvodená trieda hovorí aj terminológiou rodič a potomok (potomok zdedil nejaké vlastnosti od svojho rodiča).

16.2.1. Odvodená trieda

Vytvorme nový typ (triedu) z triedy, ktorú sme definovali my, napr. z triedy Bod vytvoríme novú triedu FarebnyBod:

class FarebnyBod(Bod):
    def zmen_farbu(self, farba):
        self.farba = farba

Vďaka takémuto zápisu trieda FarebnyBod získava už pri narodení metódy __init__(), __str__() a posun(), pritom metódu zmen_farbu() sme jej dodefinovali teraz. Teda môžeme využívať všetko z definície triedy, z ktorej sme odvodili novú triedu (t.j. všetky atribúty, ktoré sme zdedili). Môžeme teda zapísať:

fbod = FarebnyBod(200, 50)         # volá __init__() z triedy Bod
fbod.zmen_farbu('red')             # volá zmen_farbu() z triedy FarebnyBod
fbod.posun(dy=50)                  # volá posun() z triedy Bod
print('fbod =', fbod)              # volá __str__() z triedy Bod

Zdedené metódy môžeme v novej triede nielen využívať, ale aj predefinovať - napr. môžeme zmeniť inicializáciu __init__():

class FarebnyBod(Bod):
    def __init__(self, x, y, farba='black'):
        self.x = x
        self.y = y
        self.farba = farba

    def zmen_farbu(self, farba):
        self.farba = farba

fbod = FarebnyBod(200, 50, 'green')
fbod.posun(dy=50)
print('fbod =', fbod)

Pôvodná verzia inicializačnej metódy __init__() z triedy Bod sa teraz prekryla novou verziou tejto metódy, ktorá má teraz už tri parametre. Ak by sme v metóde __init__() chceli využiť pôvodnú verziu tejto metódy zo základnej triedy Bod, môžeme ju z tejto metódy zavolať, ale nesmieme to urobiť takto:

class FarebnyBod(Bod):
    def __init__(self, x, y, farba='black'):
        self.__init__(x, y)
        self.farba = farba
    ...

Toto je totiž rekurzívne volanie, ktoré spôsobí spadnutie programu RecursionError: maximum recursion depth exceeded. Musíme to zapísať takto:

class FarebnyBod(Bod):
    def __init__(self, x, y, farba='black'):
        Bod.__init__(self, x, y)             # inicializácia zo základnej triedy
        self.farba = farba
    ...

T.j. pri inicializácii inštancie triedy FarebnyBod najprv použi inicializáciu ako keby to bola inicializácia základnej triedy Bod (inicializuje atribúty x a y) a potom ešte inicializuj niečo navyše - t.j. atribút farba. Dá sa to zapísať ešte univerzálnejšie:

class FarebnyBod(Bod):
    def __init__(self, x, y, farba='black'):
        super().__init__(x, y)
        self.farba = farba
    ...

Štandardná funkcia super() na tomto mieste označuje: urob tu presne to, čo by na tomto mieste urobil môj rodič (t.j. moja super trieda). Tento zápis uvidíme aj v ďalších ukážkach.

16.2.2. Grafické objekty

Trochu sme upravili grafické objekty Kruh, Obdlznik a Skupina z prednášky: Triedy a metódy:

import tkinter

class Kruh:
    canvas = None
    typ = 'kruh'

    def __init__(self, x, y, r, farba='red'):
        self.x, self.y, self.r = x, y, r
        self.farba = farba
        self.id = self.canvas.create_oval(
            self.x - self.r, self.y - self.r,
            self.x + self.r, self.y + self.r,
            fill=self.farba)

    def __str__(self):
        return 'Kruh({},{},{},{})'.format(
            self.x, self.y, self.r, repr(self.farba))

    def posun(self, dx=0, dy=0):
        self.x += dx
        self.y += dy
        self.canvas.move(self.id, dx, dy)

    def zmen(self, r):
        self.r = r
        self.canvas.coords(self.id,
            self.x - self.r, self.y - self.r,
            self.x + self.r, self.y + self.r)

    def prefarbi(self, farba):
        self.farba = farba
        self.canvas.itemconfig(self.id, fill=farba)

class Obdlznik:
    canvas = None
    typ = 'obdlznik'

    def __init__(self, x, y, sirka, vyska, farba='red'):
        self.x, self.y, self.sirka, self.vyska = x, y, sirka, vyska
        self.farba = farba
        self.id = self.canvas.create_rectangle(
             self.x, self.y,
             self.x + self.sirka, self.y + self.vyska,
             fill=self.farba)

    def __str__(self):
        return 'Obdlznik({},{},{},{},{})'.format(
            self.x, self.y, self.sirka, self.vyska, repr(self.farba))

    def posun(self, dx=0, dy=0):
        self.x += dx
        self.y += dy
        self.canvas.move(self.id, dx, dy)

    def zmen(self, sirka, vyska):
        self.sirka, self.vyska = sirka, vyska
        self.canvas.coords(self.id,
            self.x, self.y,
            self.x + self.sirka, self.y + self.vyska)

    def prefarbi(self, farba):
        self.farba = farba
        self.canvas.itemconfig(self.id, fill=farba)

class Skupina:
    def __init__(self):
        self.pole = []

    def pridaj(self, utvar):
        self.pole.append(utvar)

    def prefarbi(self, farba):
        for utvar in self.pole:
            utvar.prefarbi(farba)

    def posun(self, dx=0, dy=0):
        for utvar in self.pole:
            utvar.posun(dx, dy)

    def posun_typ(self, typ, dx=0, dy=0):
        for utvar in self.pole:
            if utvar.typ == typ:
                utvar.posun(dx, dy)

    def prefarbi_typ(self, typ, farba):
        for utvar in self.pole:
            if utvar.typ == typ:
                utvar.prefarbi(farba)

#----------------------------------------

c = Kruh.canvas = Obdlznik.canvas = tkinter.Canvas(bg='white')
c.pack()

k = Kruh(50, 50, 30, 'blue')
r = Obdlznik(100, 20, 100, 50)
k.prefarbi('green')
r.posun(50)

Všimnite si:

• obe triedy Kruh aj Obdlznik majú niektoré atribúty aj metódy úplne rovnaké (napr. x, y, farba, posun, zmen)
• ak by sme chceli využiť dedičnosť (jedna trieda zdedí nejaké atribúty a metódy od inej), nie je rozumné, aby Kruh niečo dedil z triedy Obdlznik, alebo naopak Obdlznik bol odvodený z triedy Kruh

Zadefinujeme novú triedu Utvar, ktorá bude predkom (rodičom, bude základnou triedou) oboch tried Kruh aj Obdlznik - táto trieda bude obsahovať všetky spoločné atribúty týchto tried, t.j. aj niektoré metódy:

import tkinter

class Utvar:
    canvas = None

    def __init__(self, x, y, farba='red'):
        self.x, self.y, self.farba = x, y, farba
        self.id = None

    def posun(self, dx=0, dy=0):
        self.x += dx
        self.y += dy
        self.canvas.move(self.id, dx, dy)

    def prefarbi(self, farba):
        self.farba = farba
        self.canvas.itemconfig(self.id, fill=farba)

Utvar.canvas = tkinter.Canvas(width=400, height=400)
Utvar.canvas.pack()

Uvedomte si, že nemá zmysel vytvárať objekty tejto triedy, lebo okrem inicializácie nebude fungovať ani jedna ďalšia metóda. Teraz dopíšme triedy Kruh a Obdlznik:

class Kruh(Utvar):
    def __init__(self, x, y, r, farba='red'):
        super().__init__(x, y, farba)
        self.r = r
        self.id = self.canvas.create_oval(
             self.x - self.r, self.y - self.r,
             self.x + self.r, self.y + self.r,
             fill=self.farba)

    def zmen(self, r):
        self.r = r
        self.canvas.coords(self.id,
            self.x - self.r, self.y - self.r,
            self.x + self.r, self.y + self.r)

class Obdlznik(Utvar):
    def __init__(self, x, y, sirka, vyska, farba='red'):
        super().__init__(x, y, farba)
        self.sirka, self.vyska = sirka, vyska
        self.id = self.canvas.create_rectangle(
             self.x, self.y,
             self.x + self.sirka, self.y + self.vyska,
             fill=self.farba)

    def zmen(self, sirka, vyska):
        self.sirka, self.vyska = sirka, vyska
        self.canvas.coords(self.id,
            self.x, self.y,
            self.x + self.sirka, self.y + self.vyska)

Zrušili sme atribút typ, ktorý slúžil pre metódy posun_typ a prefarbi_typ triedy Skupina: vďaka atribútu typ mali tieto metódy vplyv len na inštancie príslušného typu. Uvidíme, že tento atribút naozaj nepotrebujeme.

16.2.3. Testovanie typu inštancie

Pomocou štandardnej funkcie type() vieme otestovať, či je inštancia konkrétneho typu, napr.

>>> t1 = Kruh(10, 20, 30)
>>> t2 = Obdlznik(40, 50, 60, 70)
>>> type(t1) == Kruh
True
>>> type(t2) == Kruh
False
>>> type(t2) == Obdlznik
True
>>> type(t1) == Utvar
False

Okrem tohto testu môžeme použiť štandardnú funkciu isinstance(i, t), ktorá zistí, či je inštancia i typu t alebo je typom niektorého jeho predka, preto budeme radšej písať:

>>> t1 = Kruh(10, 20, 30)
>>> t2 = Obdlznik(40, 50, 60, 70)
>>> isinstance(t1, Kruh)
True
>>> isinstance(t1, Utvar)
True
>>> isinstance(t2, Kruh)
False
>>> isinstance(t2, Utvar)
True

Môžeme teraz prepísať metódy posun_typ a prefarbi_typ triedy Skupina takto:

class Skupina:
    def __init__(self):
        self.pole = []

    def pridaj(self, utvar):
        self.pole.append(utvar)

    def prefarbi(self, farba):
        for utvar in self.pole:
            utvar.prefarbi(farba)

    def posun(self, dx=0, dy=0):
        for utvar in self.pole:
            utvar.posun(dx, dy)

    def posun_typ(self, typ, dx=0, dy=0):
        for utvar in self.pole:
            if isinstance(utvar, typ):
                utvar.posun(dx, dy)

    def prefarbi_typ(self, typ, farba):
        for utvar in self.pole:
            if isinstance(utvar, typ):
                utvar.prefarbi(farba)

a použiť

import random

def ri(a, b):
    return random.randint(a, b)

sk = Skupina()
for i in range(20):
    if ri(0, 1):
        sk.pridaj(Kruh(ri(50, 350), ri(50, 350), ri(10, 25)))
    else:
        sk.pridaj(Obdlznik(ri(50, 350), ri(50, 350), ri(10, 50), ri(10, 50)))

sk.prefarbi_typ(Kruh, 'yellow')
sk.posun_typ(Obdlznik, -10, -25)

• volanie prefarbi_typ zmení farbu všetkých kruhov v skupine na žltú
• volanie posun_typ posunie len všetky obdĺžniky

Všimnite si pomocnú funkciu ri(), ktorú sme definovali len pre zjednodušenie zápisu volania funkcie random.randint(). Ten istý efekt by sme dosiahli, keby sme namiesto def ri(...): ... zapísali:

import random

ri = random.randint

Takto sme vytvorili premennú ri, ktorá je referenciou na funkciu randint z modulu random. Keďže z tohto modulu v našom programe nevyužívame žiadne iné funkcie, môžeme takýto zápis funkcie ri ešte zapísať inak - samotný príkaz import to umožňuje urobiť takto:

from random import randint as ri

Môžeme to prečítať takto: z modulu random použijeme (importujeme) iba funkciu randint a pritom ju v našom programe chceme volať ako ri. Niekedy môžete vidieť aj takýto zápis:

from math import sin, cos, pi

16.2.4. Odvodená trieda od Turtle

aj od triedy Turtle z prednášky: Korytnačky (turtle) môžeme odvádzať nové triedy, napr.

import turtle

class MojaTurtle(turtle.Turtle):
    def stvorec(self, velkost):
        for i in range(4):
            self.fd(velkost)
            self.rt(90)

t = MojaTurtle()
t.stvorec(100)
t.lt(30)
t.stvorec(200)

Zadefinovali sme novú triedu MojaTurtle, ktorá je odvodená od triedy Turtle (z modulu turtle, preto musíme písať turtle.Turtle) a oproti pôvodnej triede má dodefinovanú novú metódu stvorec(). Samozrejme, že túto metódu môžu volať len korytnačky typu MojaTurtle, obyčajné korytnačky pri takomto volaní metódy stvorec() hlásia chybu.

Môžeme definovať aj zložitejšie metódy, napr. aj rekurzívny strom:

import turtle

class MojaTurtle(turtle.Turtle):
    def strom(self, n, d):
        self.fd(d)
        if n > 0:
            self.lt(40)
            self.strom(n - 1, d * 0.6)
            self.rt(90)
            self.strom(n  -1, d * 0.7)
            self.lt(50)
        self.bk(d)

t = MojaTurtle()
t.lt(90)
t.strom(5, 100)

Niekedy nám môže chýbať to, že trieda Turtle neumožňuje vytvoriť korytnačku inde ako v strede plochy. Predefinujme inicializáciu našej novej korytnačky:

import turtle

class MojaTurtle(turtle.Turtle):
    def __init__(self, x=0, y=0):
        super().__init__()
        self.speed(0)
        self.pu()
        self.setpos(x, y)
        self.pd()

    def domcek(self, dlzka):
        for uhol in 90, 90, 90, 30, 120, -60:
            self.fd(dlzka)
            self.rt(uhol)

Zároveň sme tu zadefinovali metódu domcek(), ktorá nakreslí domček zadanej veľkosti. Otestujeme:

t = MojaTurtle(-200, 100)
t.domcek(100)

Vytvorme odvodené triedy od triedy MojaTurtle, v ktorých pozmeníme kreslenie rovnej čiary:

from random import randint as ri

class MojaTurtle1(MojaTurtle):
    def fd(self, dlzka):
        while dlzka >= 5:
            self.lt(60)
            super().fd(5)
            self.rt(120)
            super().fd(5)
            self.lt(60)
            dlzka -= 5
        super().fd(dlzka)

class MojaTurtle2(MojaTurtle):
    def fd(self, dlzka):
        super().fd(dlzka)
        self.rt(180 - ri(-3, 3))
        super().fd(dlzka)
        self.rt(180 - ri(-3, 3))
        super().fd(dlzka)

Otestujme:

turtle.delay(0)
MojaTurtle1(-100, 100).domcek(100)
MojaTurtle2(100, 100).domcek(100)

16.3. Cvičenie

1. Na prednáške sa kreslil domček pomocou korytnačky, ktorá malá pozmenenú metódu fd(). Zadefinujte triedu MojaTurtle3, ktorá bude odvodená od MojaTurtle s metódou domcek(). Táto nová trieda MojaTurtle3 bude mať dodefinovanú jedinú metódu:

   • metóda rt() sa bude pri otáčaní náhodne mýliť, t.j. k uhlu pripočíta náhodné číslo z <-3,3>

   class MojaTurtle3(MojaTurtle):
       def rt(self, uhol):
           ...
   
   t = MojaTurtle()
   t.domcek(100)
   

   • zistite, či sa niečo zmení, keď triedu MojaTurtle3 odvodíme z MojaTurtle1 (s cikcakovým fd()) alebo MojaTurtle2 (s fd(), ktorý každú čiaru prejde trikrát)

2. Zadefinujte triedu Ucet s metódami:

   • __init__(meno, suma) - meno účtu a počiatočná suma
   • __str__() - reťazec v tvare 'ucet mbank -> 100 euro'
   • stav() - vráti momentálny stav účtu
   • vklad(suma) - danú sumu pripočíta k účtu
   • vyber(suma) - vyberie sumu z účtu (len ak je to kladné číslo), vráti vybranú sumu, ak je na účte menej ako požadovaná suma, vyberie len toľko koľko sa dá
   • otestujte napr.

   mbank = Ucet('mbank')
   csob = Ucet('csob', 100)
   tatra = Ucet('tatra', 17)
   sporo = Ucet('sporo', 50)
   mbank.vklad(sporo.vyber(30) + tatra.vyber(30))
   csob.vyber(-5)
   spolu = 0
   for ucet in mbank, csob, tatra, sporo:
       print(ucet)
       spolu += ucet.stav()
   print('spolu = ', spolu)
   

   • vypíše

   ucet mbank -> 47 euro
   ucet csob -> 100 euro
   ucet tatra -> 0 euro
   ucet sporo -> 20 euro
   spolu =  167
   

3. Zadefinujte triedu UcetHeslo, ktorá je odvodená z triedy Ucet a má takto zmenené správanie:

   • __init__(meno, heslo, suma) - k účtu si zapamätá aj heslo
   • vklad(suma) - si najprv vypýta heslo a až keď je správne, zrealizuje vklad
   • vyber(suma) - si najprv vypýta heslo a až keď je správne, zrealizuje výber, inak vráti None
   • pri definovaní týchto metód volajte ich pôvodné verzie z triedy Ucet
   • otestujte napr.

   mbank = UcetHeslo('mbank', 'gigi')
   csob = Ucet('csob', 100)
   tatra = UcetHeslo('tatra', 'gogo', 17)
   sporo = Ucet('sporo', 50)
   mbank.vklad(sporo.vyber(30) + tatra.vyber(30))
   csob.vyber(-5)
   spolu = 0
   for ucet in mbank, csob, tatra, sporo:
       print(ucet)
       spolu += ucet.stav()
   print('spolu = ', spolu)
   

   • si najprv dvakrát vypýta heslo

   zadaj heslo uctu tatra: gogo
   zadaj heslo uctu mbank: gigi
   

   • a až potom (po správnom zadaní hesiel) vypíše to isté, ako predtým
   • zistite, čo sa stane, keď pre 'mbank' určíme chybné heslo

4. Zadefinujte dve triedy Turtle1 a Turtle2, obidve odvodené od Turtle, pričom obe majú zadefinovanú metódu otoc()

• metóda otoc(uhol) v triede Turtle1 otočí korytnačku o zadaný uhol vľavo, v triede Turtle2 ju otočí vpravo

from turtle import Turtle
from random import randrange as rr

class Turtle1(Turtle):
    ...

class Turtle2(Turtle):
    ...

• teraz naprogramujte takýto test týchto dvoch tried:
  • na x-ovej osi rozložte 20 korytnačiek s rozostupmi 20 krokov, všetky budú otočené na východ - náhodným generátorom rozhodnite, ktorá z nich bude Turtle1 a ktorá Turtle2 - korytnačky uložte do poľa
  • teraz postupne prejdete všetky korytnačky z tohto poľa a zmeníte im farbu pera na červenú (pre Turtle1) alebo na modrú (pre Turtle2)
  • na záver štyrikrát zopakujete: každá korytnačka prejde 20 krokov a otočí sa pomocou otoc() o 90 stupňov

5. Naprogramujte triedu Pero, pomocou ktorej budeme vedieť kresliť do grafickej plochy. Trieda má tieto metódy:

• __init__(x=0, y=0), ak ešte nebol vytvorený canvas, vytvorí ho s danou šírkou a výškou, zapamätá si súradnice pera a to, že pero je spustené dolu (bude kresliť)
• pu() zdvihne pero, odteraz pohyb pera nekreslí
• pd() spustí pero, pohyb bude zanechávať čiaru
• setpos(x, y) presunie pero na novú pozíciu, ak je spustené pero, zanecháva čiernu čiaru hrúbky 1

import tkinter
from math import sin, cos, pi

class Pero:
    canvas = None
    sirka, vyska = 400, 300

    ...

• otestujte vytvorením dvoch inštancií pera, ktoré nakreslia napr. dva štvorce

p1 = Pero(100, 200)
p2 = Pero(200, 150)
...

6. Zadefinujte triedu Turtle, ktorá bude odvodená od triedy Pero z úlohy (5):

• metóda __init__() vytvorí pero v strede plochy a do nového atribútu uhol nastaví 0 (teda otočenie smerom na východ)
• metódy lt(uhol) a rt(uhol) zmenšia, resp. zväčšia atribút uhol o zadanú hodnotu
• metóda fd(dlzka) presunie pero (zavolá metódu setpos()) o zadanú dĺžku, ktorá je v momentálnom smere natočenia
  • asi použijete nejaký takýto vzorec pre nové x a y: x+dlzka*cos(uhol), y+dlzka*sin(uhol)
  • nezabudnite, že sin() a cos() fungujú v radiánoch, pričom náš atribút uhol pracuje v stupňoch
• otestujte napr.

class Turtle(Pero):
    ...

#---- test -------

t = Turtle()
for i in range(1, 200, 2):
    t.fd(i)
    t.lt(89)

7. Z triedy Turtle zo (6) úlohy odvoďte triedu Turtle1, do ktorej dopíšete metódu strom(n, d) (z prednášky)

• potom otestujte, napr.

t = Turtle1()
t.lt(90)
t.strom(5, 60)

• vyskúšajte, či aj v tejto triede fungujú príklady z prednášky s kreslením domčeka rôznym typom čiar