Programmazione ad oggetti

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1 DAIS Univ. Ca' Foscari Venezia Programmazione ad oggetti Samuel Rota Bulò

2 Informazioni generali Docente: Samuel Rota Homepage: ooprogramming2012.html Ricevimento: da concordare previa Durata: 30 ore Lezioni: mercoledì 18:15-19:45 sabato 08:45 10:15 Esame: scritto + laboratorio + progetto

3 Libro di testo

4 Il linguaggio JAVA

5 Un po' di storia 1991: nasce alla Sun Microsystems con il nome green per utilizzarlo in elettrodomestici. 1994: l'ideatore di green si rende conto che il nuovo linguaggio poteva avere grosse potenzialità per applicazioni client/server. 1995: nasce ufficialmente Java 1996: v : v1.1, classi innestate 1998: v1.2, swing e collections 2000: v1.3, miglioramento delle prestazioni 2002: v1.4, asserzioni, XML 2004: v5.0, classi generiche, estensione ciclo for, autoincapsulamento, enumerazioni 2006: v6.0, miglioramento della libreria 2010: v7.0, piccole modifiche al linguaggio e miglioramento libreria

6 Caratteristiche di Java Alto livello: assenza di puntatori e gestione esplicita della memoria Imperativo: sequenza di istruzioni che modificano la memoria Ad oggetti: ogni cosa in Java è un oggetto (salvo piccole eccezioni) Portabile: bytecode eseguibile su Java Virtual Machine (JVM) Fortemente tipato: controllo forte dei tipi da parte del compilatore Sicuro: progettato per eseguire codice remotamente in modo sicuro Vivo: in continua evoluzione

7 La piattaforma Java

8 Dal sorgente all'esecuzione Macchina Hardware X Sorgente programma JAVA Compilatore JAVA Bytecode programma JAVA Macchina Virtuale JAVA Bytecode librerie JAVA Esecuzione programma Macchina Hardware Y

9 Java Virtual Machine (JVM) Macchina astratta: Esegue codice intermedio (bytecode) Specifica indipendente dall'architettura sottostante Indipendente del sistema operativo Esistono diverse implementazioni Componenti: Class loader: carica in memoria le classi necessarie al programma Bytecode verifier: controlla l'integrità degli accessi in memoria e l'aderenza alla specifica della JVM,... Security manager: verifica la sicurezza delle classi caricate a runtime, controlla gli accessi ai file,... Class Loader Bytecode verifier JVM Interpreter Security manager

10 Hello world! HelloWorld.java: public class HelloWorld { } public static void main(string[] args){ //stampa in console un messaggio System.out.println( Hello, World! ); } Compilazione: javac HelloWorld questo genera il bytecode HelloWorld.class Esecuzione su JVM: java HelloWorld Output: Hello, World!

11 Tipi e variabili Ogni valore nel linguaggio ha un tipo Il tipo identifica un insieme di valori e quali operazioni sono legali sugli stessi. Una variabile è una porzione di memoria del calcolatore caratterizzata da un tipo, un nome e un valore contenuto. Una variabile di tipo X può assumere solo valori di tipo X. Una variabile viene dichiarata con: nometipo nomevariabile; nometipo nomevariabile = valore; Esempi: String greetings = Hello, World! ; PrintStream printer = System.out; int width = 20;

12 L'operatore di assegnamento Abbiamo visto che possiamo assegnare valori alle variabili in fase di dichiarazione Mediante l'operatore = possiamo assegnare un nuovo valore ad una variabile nomevariabile = valore; Una variabile non può essere utilizzata se non viene prima assegnato un valore Il valore può essere il risultato di un espressione. Es: int width = 10; int height; height = 3; width = height + 10; // width=13 height = height + 1; // height=4

13 Oggetti e classi Una classe è la descrizione di una struttura dati complessa caratterizzata principalmente da: campi: variabili che conterranno i dati metodi: operazioni che agiscono sui dati Un oggetto è un'istanza di una certa classe, in cui i campi assumono valori ed è manipolabile attraverso l'invocazione dei metodi descritti nella classe. La classe rappresenta il tipo di un oggetto. In Java ogni cosa è un oggetto (salvo piccole eccezioni).

14 Esempio di oggetti Oggetti appartenenti alla stessa classe condividono gli stessi nomi e gli stessi tipi per i propri campi e lo stesso codice dei metodi. Oggetti distinti, anche se appartenenti alla stessa classe, occupano celle di memoria distinte per memorizzare i valori dei propri campi. Ogni oggetto ha una copia privata dei suoi campi. String data= Hello length(...) touppercase(...) String data= Pippo length(...) touppercase(...)

15 Nota sugli identificatori I nomi di variabili, metodi, classi devono seguire determinate regole per non incorrere in errori di compilazione: possono essere composti di lettere, cifre, $, _, ma non possono iniziare con una cifra non si possono usare simboli come?, % o spazi non si possono usare parole riservate del linguaggio come public, class, int, Esistono poi delle convenzioni sugli identificatori: le variabili e metodi iniziano con una lettera minuscola se vogliamo usare parole multiple per un identificatore le separiamo usando le lettere iniziali maiuscole. Es: lunghezzaparola le classi iniziano con una lettera maiuscola

16 Utilizzo di oggetti Consideriamo la classe Rectangle presente nella libreria java.awt di Java. La classe Rectangle descrive i campi necessari per modellare un rettangolo (x,y,altezza,larghezza) e i metodi per manipolarlo. Un oggetto di tipo Rectangle rappresenta una specifica istanza di rettangolo (es: x=5, y=10, larghezza=20, altezza=30) (x,y) Rectangle x=5 y=10 width=20 height=30 height... width

17 Costruttori Il costruttore è un metodo speciale che consente di allocare ed inizializzare un nuovo oggetto. il nome del costruttore coincide con il nome della classe può avere o meno dei parametri associati che servono a determinare l'inizializzazione dell'oggetto I costruttori vengono descritti all'interno delle classi. Un costruttore viene invocato con new e ritorna un riferimento all'oggetto costruito. new NomeClasse(parametri) Esempio: Rectangle box = new Rectangle(5,10,20,30);

18 Costruttori Una classe può fornire più di un costruttore In questo modo abbiamo diverse modalità con cui possiamo costruire un oggetto sulla base delle parametrizzazioni del costruttore Esempio: Rectangle box = new Rectangle(5,10,20,30); Rectangle box2 = new Rectangle(); Il costruttore Rectangle() inizializza i campi dell'oggetto a 0.

19 Metodi I metodi descrivono le operazioni che possono essere usate per manipolare gli oggetti L'implementazione e la firma dei metodi è descritta nella classe Il metodo agisce esclusivamente sui campi dell'oggetto che lo invoca oggetto.metodo(parametri) Un metodo può avere dei parametri o meno Un metodo può ritornare o meno un valore Es.: il metodo length di String ritorna lunghezza della stringa su cui viene invocato String greetings = Hello, world! ; String greetings2 = Ciao ; int n1 = greetings.length(); // n1=13 int n2 = greetings2.length(); // n2=4

20 Metodi I metodi possono accedere ai campi dell'oggetto in lettura o scrittura a seconda dell'operazione che vogliamo svolgere. I metodi che ritornano il valore di un campo per convenzione hanno un nome del tipo getnomecampo. Es: getx(), gety(). I metodi che modificano direttamente il valore di un campo per convenziona hanno un nome del tipo setnomecampo. Es: setx(10), sety(30). Metodi che modificano il valore di uno o più campi di un oggetto si dicono con side effects o mutators. Rectangle box = new Rectangle(); box.setwidth(10); box.setheight(20); box.translate(5,10); // x=x+5, y=y+10 System.out.println(box.getX()); //stampa 5

21 Variabili di tipo oggetto e primitive Le variabili di tipo oggetto, se inizializzate, memorizzano la posizione di un oggetto in memoria (riferimento all'oggetto) o null (riferimento nullo). Tutti gli oggetti vengono memorizzati nello heap. Il costrutto new, usato per creare un oggetto, ritorna un riferimento al nuovo oggetto creato. Diverse variabili di tipo oggetto possono condividere un riferimento ad uno stesso oggetto. In Java non abbiamo esclusivamente oggetti, ma lavoriamo anche con valori di tipo primitivo (numeri interi, virgola mobile, booleani, caratteri). In questo caso la variabile contiene un valore del loro tipo.

22 Variabili di tipo oggetto e primitive Rectangle box1 = new Rectangle (0,0,10,10); Rectangle box2 = box1; Rectangle box3 = null; box1.setx(2); System.out.println(box2.getX()); //stampa 2 e non 0 int width = 10; int height = width; height = 2; System.out.println(width); //stampa 10 box3.sety(0); //errore a run time box1= box2= box3= width= height= null Rectangle x=0 y=0 width=10 height=10...

23 Main Un programma è composto da più classi La classe applicazione è quella che ha il metodo statico main, da cui parte la computazione. Per eseguire il programma bisogna invocare la virtual machine passando una classe applicazione (es: java HelloWorld) I parametri del main identificano i paramatri passati all'applicazione in fase di esecuzione public class HelloWorld { } public static void main(string[] args){ //stampa in console un messaggio System.out.println( Hello, World! ); }

24 Classi di libreria Il codice Java viene organizzato in librerie (packages) Un package può essere una directory un speciale archivio jar Importiamo una classe specificando i nomi del package e della classe import java.awt.rectangle; Le classi del package java.lang sono importante in automatico. Ne fanno parte per esempio String e System. I package seguono un'organizzazione gerarchica. Possiamo avere sotto-package di altri package (es: java.awt.event) Possiamo importare tutte le classi di un package (ma non verranno inclusi in automatico i sotto-package) import java.awt.*; import java.awt.event.*;

25 Documentazione Java Le librerie Java sono ben documentate. La documentazione on-line (javadoc) include una descrizione dei package e delle relative classi (campi, metodi e costruttori con accesso non privato)

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