METODI in Java. Prof.Angela Bonifati. Metodi e Sottoprogrammi

Transcript

1 Fondamenti di Informatica METODI in Java Prof.Angela Bonifati 1 Metodi e Sottoprogrammi Mentre in Java tramite le classi e gli oggetti è possibile definire nuovi tipi di dati, tramite i metodi è possibile definire nuove operazioni sulla base delle operazioni predefinite (istruzioni). I metodi in Java realizzano sottoprogrammi: programmi che sono definiti per scopi particolari ma che non possono "vivere" da soli. Essi hanno un tipo, un nome, dei parametri di input dove sono contenuti i dati di ingresso, sono composti da un insieme di istruzioni, e dei parametri di output dove sono contenuti i risultati. 2 1

2 Funzioni e Procedure Nei linguaggi imperativi di alto livello ci sono due tipi di sottoprogrammi: Funzioni e Procedure Nei linguaggi object-oriented (come Java) le funzioni e le procedure sono dette metodi. La programmazione tramite funzioni e procedure ha notevoli benefici: codice non ripetuto, modularità, leggibilità, "debuggabilità". 3 Funzioni : definizione Le funzioni nei linguaggi imperativi hanno punti in comune con le funzioni matematiche, ma non sono esattamente la stessa cosa (vedi gli effetti collaterali). Definizione delle funzioni Testata Variabili locali Parte esecutiva tipo nome-funzione (parametri formali) tipo1 var1; tipo2 var2; istruzioni; I parametri rappresentano il dominio della funzione, mentre il risultato (ritornato tramite l istruzione return espr) ne rappresenta il codominio. 4 2

3 Procedure : definizione Le procedure sono simili alle funzioni, ma non hanno il compito di calcolare un risultato e ritornarlo come un valore. Lo scopo di una procedura non è quindi di produrre un valore, ma di modificare lo stato, cioè il contenuto della memoria di un programma. Esempi di procedure sono la stampa di un insieme di dati, l'inserimento di un elemento in una struttura dati, etc. Definizione delle procedure Testata Variabili locali Parte esecutiva void nome-procedura(parametri formali) tipo1 var1; tipo2 var2; istruzioni; Non c è un risultato da ritornare (non si usa l istruzione return espr). 5 Funzioni : esecuzione Chiamata di funzioni Una volta dichiarate, le funzioni si possono utilizzare più vote nei programmi tramite la cosiddetta chiamata di funzione. Ad esempio, se si è dichiarata la funzione int max(int a, b, c) Si può chiamare nelle istruzioni y = max(1, 2, 3); y = max(x, y, z); y = max(10, x, 45); Ad y sarà assegnato il valore argomento della return. I parametri della chiamata, se esistono, sono detti parametri attuali e devono essere dello stesso tipo dei parametri formali. 6 3

4 Procedure : esecuzione Chiamata di procedure Una volta dichiarate, le procedure si possono utilizzare nei programmi tramite la cosiddetta chiamata di procedura. Le procedure lavorano su variabili globali e modificano il loro contenuto, mentre le funzioni lavorano su variabili locali e ritornano un risultato. Ad esempio, se si è dichiarata la procedura void stampa(char a, b) Si può chiamare/eseguire tramite le istruzioni stampa( A, B ); stampa(x, y); Non c è assegnamento perchè le procedura non ritorna un valore! 7 Metodi : definizione Il concetto di funzione e procedura nei linguaggi orientati agli oggetti è stato realizzato ed esteso tramite i metodi. Definizione di un metodo Intestazione Variabili locali Parte esecutiva o corpo spec tipo nome (parametri formali) tipo1 var1; tipo2 var2; istruzioni; return espressione; I parametri rappresentano il dominio del metodo, mentre il risultato (ritornato tramite l istruzione return) ne rappresenta il co-dominio. 8 4

5 Metodi : intestazione L intestazione contiene Uno specificatore di accesso public, private specifica quali altri metodi possono chiamare/eseguire il metodo Il tipo di dati restituito int, float,..., void indica il tipo di dato del valore che calcola il metodo (deve essere uguale alla espressione indicata nell istruzione return). Senza espressione il tipo è void. Il nome del metodo max, stampa, dividi,... è l identificatore da usare quando si chiama/esegue il metodo. Un elenco dei parametri formali rappresentano l input del metodo e si indicano con tipo e nome separati da virgole: public float dividi(float a, int b); 9 Metodi : overloading La firma o segnatura indica l'insieme del nome e dei parametri di un metodo, essa deve essere unica. In Java possono esistere due metodi con lo stesso nome a patto che abbiano parametri formali di numero e/o tipo differente. Ad esempio: void stampa (char x) void stampa (int x) void stampa (int x, int y) In questo caso di parla di overloading o sovraccarico. Il tipo restituito non contribuisce alla firma del metodo. Ad esempio int somma(int x, int y) e float somma(int x, int y)hanno la stessa firma è quindi non sono ammissibili. In questo caso occorre usare un nome diverso o parametri di tipo diverso. 10 5

6 Metodi : Chiamata o Invocazione Nell'invocazione di un metodo in Java i parametri attuali devono essere compatibili con i parametri formali per numero, ordine e tipo. public static int power (int b, int n) int i, p; p=1; for (i=1; i<=n; ++i) p=p*b; return p; parametri formali variabili locali valore del metodo public void static main ( ) int potenza, esp, base; parametri attuali potenza=power(base, esp); 11 Metodi : visibilità delle variabili Ogni dichiarazione di un dato ha una sua visibilità o scope. La visibilità ci indica l'ambiente dove il nome dichiarato potrà essere usato. I parametri formali di un metodo possono essere usati solo nell'ambito del metodo e Anche le variabili locali al metodo possono essere usate solo nel metodo stesso. Non si possono avere variabili con lo stesso nome all'interno di un metodo. Tuttavia si possono avere variabili con lo stesso nome all'interno di metodi diversi. Si noti che il nome del parametro formale non deve essere necessariamente uguale a quello del parametro attuale. 12 6

7 Metodi : return Per ritornare i valori si usa l'istruzione return seguita da una espressione. return ris; La return deve tornare un valore dello stesso tipo o di un tipo compatibile con quello del metodo. Se l espressione non c è come argomento della return questa serve solo a far terminare un metodo. return; Se non viene eseguita una return o viene eseguita senza argomenti, nel metodo chiamante non bisogna eseguire un assegnamento ma solo l invocazione. stampa(car); 13 Metodi : passaggio dei parametri Passaggio dei parametri nell invocazione di un metodo Passaggio per valore Ogni metodo ha il proprio ambiente locale di esecuzione. L'informazione tra l'ambiente del main e l'ambiente del metodo passa copiando i valori passati nelle celle di memoria dei parametri e il ritorno del risultato assegnando il valore dell'espressione in una variabile del main. potenza = power(base, esp); Quando viene effettuata la chiamata, il controllo passa alle istruzioni del metodo per ritornare al main dopo l'esecuzione dell'operazione return, che se non viene eseguita non si ha ritorno di valori. 14 7

8 Metodi : passaggio dei parametri per valore Esempio della chiamata del metodo potenza=power(base, esp); base esp b n p potenza main power 15 Metodi : passaggio dei parametri per riferimento Passaggio dei parametri per riferimento Passando i parametri per valore non si ha la modifica dei loro valori al termine della chiamata del metodo. Questo avviene perché viene fatta una copia dei parametri attuali nell ambiente del metodo chiamato. Per ottenere l effetto della modifica al termine della chiamata, i linguaggi di alto livello usano il meccanismo di passaggio dei parametri per riferimento o indirizzo. In questo caso, invece di fare una copia dei parametri nell'ambiente locale, si passano gli indirizzi delle celle di memoria dell'ambiente globale che contengono i parametri. 16 8

9 Metodi : passaggio dei parametri per riferimento Nel metodo l'accesso avviene tramite l'indirizzo e quindi le modifiche avverranno nelle locazioni originali. Parametri attuali Parametri formali Ind(X) = 2056 X=75 a =75 Passaggio per valore Ind(Y) = 3010 Y=14 b=3010 Passaggio per riferimento In questo secondo caso non opero su una copia ma sulla cella originale. Un assegnamento nel metodo cambia il valore nel main. 17 Passaggio dei parametri in Java In Java il passaggio dei parametri avviene solo per valore. Quindi nessuna modifica nel metodo sui parametri formali cambierà i valori dei parametri attuali passati come argomenti. Il passaggio per riferimento si ha implicitamente quando si hanno parametri formali di tipo array o oggetti. In questo caso viene passata la referenza e quindi si passa implicitamente l'indirizzo di memoria dell'array o dell'oggetto. Questo implica che le eventuali modifiche verranno effettuate nell'area di memoria globale che contiene l'array o l'oggetto. 18 9

10 Passaggio dei parametri in Java Nel seguente esempio public class parametri2 public static void main(string args[]) int x = 1; double d[] = new double[2]; d[0] = 25; metodo1(d, x); System.out.println("Il valore di d[0] = " + d[0]); System.out.println("Il valore di x = " + x); static void metodo1(double s[], int i) s[0] = 100; i = i+17; return; Il valore stampato nel main sarà pari a 100. Perché l'assegnamento effettuato nel metodo viene eseguito nella stessa locazione di memoria originale di d. Mentre il valore di x non cambia e sarà stampato il valore Passaggio dei parametri in Java Nel seguente esempio public class parametri2 public static void main(string args[]) int x = 1; int y; double d[] = new double[2]; d[0] = 25; y= metodo1(d, x); System.out.println("Il valore di d[0] = " + d[0]); System.out.println("Il valore di x = " + x); System.out.println("Il valore di y = " + y); static int metodo1(double s[], int i) s[0] = 100; i = i+17; return i; Il valore stampato nel main sarà pari a 100. Perché l'assegnamento effettuato nel metodo viene eseguito nella stessa locazione di memoria originale di d. Mentre il valore di x non cambia e sarà stampato il valore 1. Il valore di x stampato sarà

11 Fondamenti di Informatica Esempi di Algoritmi in Java 21 Verifica di un vettore a valori crescenti Scrivere un metodo che verifica se un vettore è a valori reali crescenti. Il metodo ritorna true se la condizione è verificata, altrimenti ritorna false. public static boolean ValoriCrescenti(double[] vett) boolean risposta= true; for (int i = 0; i < vett.length-1; i++) if (vett[i+1] <= vett[i]) risposta = false; return risposta ; // chiude il for return risposta; 22 11

12 Verifica dell uguaglianza di somme Scrivere un metodo che verifica se in un vettore, il cui numero di elementi sia pari, la somma della prima metà degli elementi è uguale alla somma della seconda metà. QUINDI: Il metodo ritorna false se il vettore non è composto da un numero di elementi pari. Se il vettore è composto da un numero di elementi pari, il metodo ritorna true se la condizione è verificata, altrimenti ritorna false. 23 Verifica dell uguaglianza di somme public static boolean VerSemisomme(int [] vett) int somma1= 0; int somma2=0; int mtlung= vett.length/2; if (vett.length%2!= 0) return false; else for (int i = 0; i < mtlung; i++) somma1 = somma1 +vett[i]; somma2 = somma2 +vett[mtlung+i]; if (somma1 == somma2) return true; else return false; 24 12

13 Sommatoria di una serie di elementi Scrivere un metodo che calcola la sommatoria degli elementi di una serie. Letti n interi i1, i2,..., in calcola la seguente somma * Il metodo ritorna il valore della sommatoria. public class Sommatoria public static int sommatoria(int[] vett) int s = 0; for (int i = 0; i<= vett.length-1; i++) s = s + (vett[i] * vett[(vett.length-1)-i]); return s; // continua //... Sommatoria in Java public static void main(string args[]) double serie[], somma; int l; l = Console.readInt("Inserire lung. serie:"); serie = new double[l]; for (int i = 0; i<= serie.length-1; i++) serie[i]=console.readdouble("ins. el. serie: "); somma = sommatoria(serie); System.out.println(" sommmatoria = " + somma); 26 13

14 Verifica del prodotto Scrivere un metodo che verifica se in un vettore, il prodotto degli elementi di posizione pari è maggiore del prodotto degli elementi di posizione dispari. La posizione 0 si intende pari. 27 Verifica del prodotto public static boolean VerProdotto(int [] vett) int prodpari= 1; int proddispari=1; for (int i = 0; i < vett.length; i++) if (i%2 == 0) prodpari = prodpari * vett[i]; else proddipari = prodispari * vett[i]; if (prodpari > proddispari) return true; else return false; 28 14

15 Calcolo di media, massimo e minimo Scrivere un metodo che dato un vettore V e un intervallo di valori (n, m) dove n e m sono compresi tra 0 e la lunghezza del vettore, calcola il valore massimo e minimo e la media dei valori del vettore compresi nell intervallo specificato