16. Lohkot 16.1
Sisällys Tutustutaan lohkoihin. Muuttujien ja vakioiden näkyvyys sekä elinikä erityisesti operaation lohkossa. Nimikonfliktit. Muuttujat operaation alussa vai myöhemmin? 16.2
Lohkot Kaarisulut ({ ) ovat tuttuja ohjausrakenteiden yhteydestä. Kaarisuluilla kootaan yhteen tiettyyn valintaan tai toistoon liittyvät lauseet kootuksi lauseeksi. Koottuja lauseita kutsutaan usein lohkoiksi (block), kun kaari-sulkuparien ajatellaan kokoamisen asemasta jakavan ohjelmaa osiin. Lohkot voivat olla sisäkkäin ja peräkkäin. if (ehto1) { if (ehto2) { lause 1;... lause n; else { lause 1;... lause m; 16.3
Lohkot Kaarisulkuja käytetään myös ohjelman (luokan) ja operaation (metodin) sisällön merkitsemiseen. public class HelloWorld { public static void main(string[] args) { System.out.println("Hello World!"); Ulompi lohko sisältää HelloWorld-ohjelman ja sisempi lohko main-operaation. 16.4
Lohkot Lohkon voi esitellä ilman avainsanaa tai otsikkoa pelkästään aaltosulkuja käyttämällä. Esim. { int i = 1; Joskus kätevää, mutta yleisesti ottaen tällaiseen ei ole tarvetta. 16.5
Näkyvyys Lohkot säätelevät muuttujien (ja vakioiden) elinikää, joka puolestaan ilmenee näkyvyytenä (visibility). Seuraavassa tarkastellaan näkyvyyttä vain operaatioiden sisällä, koska ohjelman (luokan) mittakaavassa näkyvyyssäännöt ovat monimutkaisemmat. Koska vakiot pyritään esittelemään aina operaation alussa, keskitytään seuraavassa lähinnä muuttujiin. 16.6
Näkyvyys operaation sisällä Ulomman lohkon muuttuja näkyy sisempään lohkoon, mutta sisemmän lohkon muuttuja ei näy ulompaan lohkoon. Huomaa, että ulomman lohkon muuttuja näkyy sisempään lohkoon vain, mikäli se on esitelty ennen sisempää lohkoa. // Kääntyy. // Ei käänny. // Ei käänny. int i = 0; do { do { do { int i = 0;... i++;... i++; i++; while (i < 10); while (i < 10); while (i < 10); int i = 0; 16.7
Näkyvyys operaation sisällä Yleisesti: Muuttuja (tai vakio) x, joka on esitelty ulommassa lohkossa O, on käytettävissä (näkyy) sisemmässä lohkossa L, jos se on esitelty ennen lohkoa L. Yleisesti: Muuttuja (tai vakio) x, joka on esitelty lohkossa L, ei ole käytettävissä (ei näy) lohkon L ulkopuolella. int x = 0; O x = 2; L O int x = 0; L x = 2; // virhe 16.8
Näkyvyys operaation sisällä Oletetaan, että lohkot K ja L ovat peräkkäin lohkon O sisässä. Yleisesti: Lohkossa K esitelty muuttuja (tai vakio) x ei ole käytettävissä (ei näy) lohkossa L. K int x; K O L O // virhe x++; L 16.9
Näkyvyys operaation sisällä public class Lohko1 { public static void main(string[] args) { int y = 1; int x = 0; // Kun muuttuja x esitellään if (y > 0) { // ulommassa eli operaation x = 2; // lohkossa, x näkyy myös y++; // sisemmässä eli if-lauseen // lohkossa. 16.10
Näkyvyys operaation sisällä public class Lohko2 { public static void main(string[] args) { int y = 1; if (y > 0) { int x = 0; // Kun muuttuja x esitellään y++; // sisemmässä eli if-lauseen // lohkossa, x ei näy ulommassa x = 2; // eli operaation lohkossa // Tästä syystä tämä Lohko2.java:8: cannot find symbol symbol : variable x // ohjelma ei käänny. 16.11
Näkyvyys operaation sisällä public class Lohko3 { public static void main(string[] args) { int y = 1; if (y > 0) { int x = 0; // Muuttujan x esittely y++; // ensimmäisessä lohkossa. while (y < 10) { y++; // Virhe! Muuttuja x ei näy x++; // toisessa lohkossa. 16.12
Elinikä Muuttujien (ja vakioiden) näkyvyys liittyy kiinteästi eliniän (lifetime) käsitteeseen. Muuttujan voidaan ajatella syntyvän, kun se esitellään. Tällöin muuttujalle varataan muistialue keskusmuistista. (Alkeis- ja viitetyyppisten muuttujien syntymä on kuitenkin hieman erilainen.) Muuttujan elinikä vaihtelee ohjelman eri tasoilla, mutta operaation sisällä esittelylohko ja elinikä ovat erottamattomat. 16.13
Elinikä operaation sisällä Operaation mittakaavassa alkeistyyppinen muuttuja elää (on käytettävissä) niin kauan kuin ohjelman suoritus viipyy sen esittelylohkossa. Muuttuja kuolee (hävitetään), kun lohkon suoritus loppuu. Tällöin muuttujalle varattu muisti vapautuu eikä sen tunnus ole enää käytettävissä. Tästä syystä sisemmässä lohkossa esitelty muuttuja ei ole käytettävissä ulommassa lohkossa eikä edellisen lohkon muuttuja ole käytettävissä seuraavassa lohkossa. 16.14
Elinikä operaation sisällä Näkyvyyssääntöjä noudattamalla operaation sisällä voidaan esitellä samannimisiä muuttujia, koska edellinen muuttuja ehtii hävitä ennen seuraavan muuttujan esittelyä. Esimerkiksi peräkkäisissä lohkoissa voidaan käyttää samannimistä muuttujaa. Lohkossa K esitelty muuttuja (tai vakio) x häviää, ennen lohkon L suoritusta. Molemmat lohkot sijaitsevat ulommassa lohkossa O. O int x; int x; K L 16.15
Nimikonflikti operaation sisällä Jos sisäkkäisissä lohkoissa elää yhtä aikaa samannimisiä muuttujia (tai vakioita), tapahtuu niin sanottu nimikonflikti (name conflict), joka estää ohjelman kääntämisen. Tässä on huomioitava vielä esittelykohta: Nimikonflikti vältetään, jos ulomman lohkon muuttuja (tai vakio) esitellään vasta sisemmän lohkon jälkeen, koska sisempi muuttuja ehtii hävitä ennen ulompaa esittelyä. Huom! Käytännössä samannimiset muuttujat ovat täysin turhia - eikä niitä ole siten syytä käyttää! 16.16
Nimikonflikti operaation sisällä Olkoon O ulompi lohko ja lohko L lohkon O sisäinen lohko. Mikäli lohkossa L esitellään samanniminen muuttuja kuin ulommassa lohkossa O, sisempi esittely onnistuu vain, mikäli se tehdään ennen ulompaa esittelyä. Väärin: O Oikein: O int x = 0; int x = 1; int x = 1; int x = 0; L L 16.17
Nimikonflikti operaation sisällä public class Lohko4 { public static void main(string[] args) { // Esittely pääohjelman lohkossa. int x = 0; if (x == 0) { // Esittely if-lauseen lohkossa ei onnistu, // koska operaation lohkossa on esitelty // samanniminen muuttuja ennen if-lohkoa! int x = 1; System.out.println(x); Lohko4.java:9: x is already defined in main(java.lang.string[]) int x = 1; ^ 16.18
Nimikonflikti operaation sisällä public class Lohko5 { public static void main(string[] args) { int y = 0; if (y == 0) { // Esittely if-lauseen lohkossa onnistuu, // koska operaation lohkossa on esitelty // samanniminen muuttuja if-lohkon jälkeen. int x = 1; // Tulostaa if-lauseen muuttujan arvon (1). System.out.println(x); // Esittely pääohjelman lohkossa. int x = 0; // Tulostaa operaation muuttujan arvon (0). System.out.println(x); 16.19
Muuttujien paikka operaatiossa? Esittely operaation alussa. Perinteinen tapa, jota on käytetty toistaiseksi näkyvyysongelmien välttämiseksi. Näkyvyys taattu; muuttuja saatavilla kaikkialla operaation lohkossa. Muuttujat löytyvät helposti yhteen paikkaan koottuina. Muuttujan esittely ja käyttöpaikka saattavat olla kaukana toisistaan. Koodia vaikeampi seurata. Ohjelmasta hieman pitempi kuin tarpeen, koska alustaminen ei ole aina mahdollista esittelyn yhteydessä. Esittely käyttöpaikan lähellä. Modernimpi tapa. Koodi selkeämpää. Esittely ja alustus voidaan tehdä yhdellä lauseella. Näkyvyyden kanssa pitää olla tarkkana. Muuttujat hajallaan koodin seassa. Joissakin kielissä vaarana tehottomuus silmukan lohkon sisäisissä esittelyissä. Java-kääntäjä osaa optimoida jonkin verran. 16.20