Informatica I. Ingegneria Medica. Prof. Diego Salamon

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1 Informatica I Ingegneria Medica Prof. Diego Salamon

2 Java: Classi e Oggetti Prof. Diego Salamon

3 Metafore Classi e Oggetti sono un astrazione della realtà. I linguaggi orientati agli oggetti contengono livelli e modalità di descrizione che ben consentono di disegnare concetti astratti (idee) e oggetti reali caratteristici del mondo vissuto. Realtà Astrazioni IDEE Oggetto Materiale Classi Oggetti Linguaggio di Programmazione

4 Concetti Pensiamo al concetto di automobile Questa ha come caratteristiche nella mente delle persone, ad esempio: Il modello Il numero di posti La velocità massima Definendo queste caratteristiche noi definiamo un elemento della realtà che rappresenta l oggetto automobile che possiamo toccare con mano

5 Concetti Mondo delle Idee Automobile (Concetto Astratto) Auto Utilitaria Auto Sportiva Mondo reale

6 Introduzione 1. Una classe è un modello per una categoria di oggetti. Definendo una classe, si rende automaticamente disponibile un nuovo tipo di dato, che può essere sfruttato e manipolato come fosse parte integrante del linguaggio o della sua piattaforma. 2. Ciascun oggetto è una istanza della sua classe di appartenenza. 3. Le classi favoriscono la riusabilità del codice.

7 Convenzioni Un programma Java è comunemente costituito da più classi cooperanti. Il sorgente di ciascuna classe deve essere racchiuso all'interno di un apposito file, da nominare alla stessa maniera della classe, con l'aggiunta dell'estensione.java. Il sorgente della classe Prova, ad esempio, dovrà essere conservato in un file chiamato Prova.java. Alle classi si è soliti assegnare dei nomi completamente in minuscolo, ad eccezione della prima lettera di ogni parola che compone l'identificatore, resa sempre in maiuscolo. Automobile, Persona e ContoCorrente, secondo questa convenzione, sono identificatori validi per una classe. Per gli identificatori che contraddistinguono i metodi e le proprietà di una classe, valgono le medesime convenzioni in vigore per le variabili

8 Caratteristiche OO di Java Classi Oggetti Interfacce Ereditarietà Incapsulamento, Information Hiding, Polimorfismo Packages Simbologia Adottata

9 Programmare OO in Java Programmare in Java significa : 1. Definire classi e interfacce 2. Creare degli oggetti delle classi definite 3. Fare interagire tra loro gli oggetti per produrre risultati Osservazioni: In Java tutto è un oggetto tranne i tipi di dato predefiniti (int, char, ecc.) Le classi sono raggruppate in package Molti package sono già disponibili

10 Classi Una classe definisce un tipo di dato un insieme di operazioni sul tipo di dato l implementazione delle operazioni: i metodi Esempio: class Serbatoio{ } class <nome_classe> { <definizioni di attributi> <definizioni di metodi> } sintassi minimale

11 Attributi e Metodi Le proprietà sono delle variabili proprie di un oggetto, ad esso strettamente collegate. I metodi sono delle azioni, ossia dei blocchi di codice, che l'oggetto può eseguire su richiesta. Per accedere alle proprietà e ai metodi di un oggetto deve essere sfruttata la notazione puntata, nelle forme: riferimento.nomeproprietà riferimento.nomemetodo(argomenti) Un metodo completamente definito si presenta sempre alla seguente maniera: tiporestituito nomemetodo(argomenti) { // corpo del metodo }

12 Sintesi Un oggetto è un entità tangibile dell astrazione classe a cui appartiene. In Java un oggetto appartiene ad una classe e una classe definisce metodi per i suoi oggetti. I metodi di una classe rappresentano la sua interfaccia pubblica determinando ciò che può essere fatto con gli oggetti della classe. Una classe definisce anche l implementazione privata che definisce i dati interni ai suoi metodi e le istruzioni per l esecuzione dei metodi

13 Attributi Gli attributi di una classe definiscono la struttura dello stato degli oggetti della classe Sintassi: ogni attributo è definito usando la stessa sintassi usata per la definizione delle variabili locali Esempio: class Serbatoio { int livello; }

14 Metodi I metodi sono le implementazioni delle operazioni della classe implementano il comportamento degli oggetti della classe <tiporitornato>=void per i metodi che non ritornano alcun valore Esempio: <tiporitornato> <nomemetodo> ([<parametri>]) { <body> } sintassi minimale void consumo (int j) { } livello = livello-j;

15 Costruttori I costruttori sono metodi particolari che hanno lo stesso nome della classe I costruttori di una stessa classe si distinguono per numero, posizione o tipo dei parametri Nei costruttori non deve essere indicato il tipo ritornato Se non viene definito nessun costruttore viene usato automaticamente quello di default Quando viene creato un oggetto di una classe viene invocato uno dei suoi costruttori Nei costruttori viene inserito il codice di inizializzazione dell oggetto

16 Esempio: la classe Serbatoio (UML)

17 Esempio: la classe Serbatoio (Java)

18 Oggetti Gli oggetti sono creati attraverso l operatore new. Sintassi new <nome classe>(<parametri costruttore>); Semantica Viene allocato lo spazio per il nuovo oggetto Viene creato un oggetto della classe <nome classe> tramite il costruttore che ha come argomenti: <parametri costruttore> Viene ritornato un riferimento all oggetto Il costruttore di default è invocato tramite l espressione: new <nome classe>(); L operazione di creazione restituisce un riferimento (handle o puntatore) all oggetto tramite il quale viene usato l oggetto

19 Creazione di un oggetto: esempio //dichiarazione della variabile s //come riferimento ad un oggetto di //tipo String String s; s null //creazione di un oggetto String //e assegnazione del riferimento //dell oggetto alla variabile s s = new String ( Hallo ) s String( Hallo )

20 Creazione di un oggetto: esempio in BlueJ (1) In BlueJ tramite l interfaccia grafica posso creare oggetti (1) ed eseguire metodi sugli oggetti creati (2). Sono funzioni molto utili per testare le classi. (2)

21 Uso degli oggetti: notazione punto L accesso ad attributi e metodi di un oggetto si effettua tramite la notazione punto applicata ad un riferimento dell oggetto. Sintassi 1. <riferimento>.<nome metodo>(<parametri>) 2. <riferimento>.<nome attributo> Semantica 1. Invoca il metodo <nome metodo> 2. Accede all attributo <nome attributo> Esempio... int liv; Serbatoio s = new Serbatoio(); liv = s.getlivello(); System.out.println(liv);

22 s1 s Oggetti e riferimenti: esempio s s s1 s1 null Serbatoio() {livello=10} Serbatoio() {livello=20} null Serbatoio() {livello=15} Serbatoio S,S1; S = new Serbatoio(); S1=S; S1.rifornimento(10) ; S.consumo(5); S=null; s s1 null null Serbatoio() {livello=10} Serbatoio() {livello=15} s s1 s s1

23 Oggetti e riferimenti: esempio Creazione e uso di un oggetto della classe Serbatoio Serbatoio S; // dichiarazione S = new Serbatoio(); /* creazione:l'attributo livello * vale 10 */ S.consumo(5); // ora livello vale 5 S.rifornimento(10); // livello vale 15 Riferimenti ad un oggetto della classe Serbatoio Serbatoio S,S1; // dichiarazione, non creazione S = new Serbatoio(); // S punta ad un oggetto Serbatoio S1=S; // S1 e S puntano allo stesso oggetto S1=null; S=null; // l oggetto non più accessibile

24 Esempio: uso della classe Serbatoio

25 Distruzione di oggetti Java non supporta "distruttori" espliciti: gli oggetti che non hanno più riferimenti vengono eliminati automaticamente e la memoria che questi occupano viene liberata String s; s = new String ("abc"); punta a "abc s = "def"; puntata da s // dichiarazione // creazione: s // "abc" non è più Questo viene fatto da un thread (garbage collector, o GC) che viene eseguito contemporaneamente ai thread utente e di sistema Il programmatore non si deve preoccupare della deallocazione della memoria

26 Finalizzatori di oggetti Per un oggetto potrebbero essere previste delle operazioni da effettuare prima della definitiva eliminazione (per esempio la chiusura di file aperti) Prima di procedere alla eliminazione di un oggetto il GC invoca il metodo dell oggetto chiamato finalize, definibile dall utente void finalize () { close (); } // chiudi tutti i file aperti Il metodo finalize esiste sempre: se non è stato ridefinito viene ereditato da Object la classe più generale nella gerarchia delle classi Java

27 Parametri Sintassi <parametri>=<tipo> <nomepar>[,<tipo> <nomepar>] Esempio: int distanza(int x1,int y1,int x2,int y2) Parametri attuali e formali Formali: la lista dei parametri nella definizione del metodo (all interno del metodo si parla di parametri formali) Attuali: la lista dei valori che vengono passati al metodo quando lo invochiamo (all esterno del metodo si parla di parametri attuali) class Prova { int a=5; Prova obj=new Prova(); int somma(int x,int y) { int b=obj.somma(4,a); int res=x+y; return res; } parametri formali parametri attuali

28 Parametri I parametri sono passati per valore: quando il metodo viene invocato, al parametro formale è assegnata una copia del valore del corrispondente parametro attuale. Per i parametri il cui tipo sia uno dei tipi semplici Una modifica del valore del parametro formale non comporta una modifica del valore del parametro attuale. Per i parametri il cui tipo sia un tipo riferimento (classi, interfacce e array). Una modifica dell oggetto puntato dal parametro formale comporta una modifica dell oggetto puntato dal parametro attuale. Questo perchè il parametro formale e il parametro attuale hanno come valore un riferimento allo stesso oggetto.

29 Parametri: esempio tipi semplici Robot r=new Robot(); int asc=5; int ord=5; r.muoviti(asc,ord); System.out.println(asc); //stampa 5. asc NON cambia classi, interfacce, array Robot r=new Robot(); Punto pnt=new Punto(); pnt.x=5; pnt.y=5; r. muoviti(pnt); System.out.println(pnt.x) ; // stampa 20 class Robot { void muoviti(int x,int y} { x=20; } class Robot { void muoviti(punto p} { p.x=20; }

30 Visibilità dei nomi in una classe I nomi degli attributi e dei metodi sono visibili da tutti i metodi della classe Le variabili locali ad un metodo o i parametri formali possono mascherare gli attributi. Es: class Serbatoio { int livello; // attributo livello void rifornimento (int livello) { livello = livello+10; //sto modificando il valore del parametro formale livello //l attributo livello rimane inalterato } void consumo (int x) { int livello; livello = livello-x; //sto modificando il valore della variabile locale //livello. L attributo livello rimane inalterato }

31 Visibilità dei nomi in un blocco Le variabili dichiarate in un blocco sono visibili solo all interno del blocco. Es: { int x=0; System.out.println(x); //stampa 0 } System.out.println(x); //errore: x non è visibile da qui Le variabili dichiarate all interno di un blocco possono mascherare gli attributi della classe. Es: public class Esempio { private int x; public Esempio(){ x=5; } public void metodo(){ { int x=0; System.out.println(x); //stampa 0 } System.out.println(x); //stampa 5 }}

32 Il riferimento this Il riferimento this è implicitamente presente in ogni oggetto e punta all oggetto stesso Permette di usare lo stesso nome per attributi e parametri. Es: class Serbatoio { int livello; // attributo Serbatoio (int livello){ // parametro this.livello = livello; //disambiguazione } }

33 Overloading All interno di una classe ci possono essere più metodi con lo stesso nome, purchè si possano distinguere per numero, posizione o tipo dei parametri (il solo tipo di ritorno non basta) Es: class Esempio {... public int somma(int a, int b){... }; //OK public double somma(double a, double b){... }; //OK public int somma(double a, double b) {... }; //errore... }

34 Metodi e attributi statici Un attributo statico è una variabile associata alla classe (attributo di classe). Il valore dell attributo è presente in copia unica ed è accessibile da tutti gli oggetti della classe Un metodo statico (di classe) è un metodo associato alla classe può accedere ai soli attributi e metodi statici i metodi non statici possono accedere anche a metodi e attributi statici Sintassi Definizione: static <definizione attributo o metodo> Accesso/Invocazione: (non è necessario creare un oggetto) <nomeclasse>.<nomeattributo> <nomeclasse>.<nomemetodo>(<par.attuali>)

35 Metodi e attributi statici: esempio Ogni volta che viene invocato il costruttore viene incrementata la variabile statica di 1. getnumerodocumenti( ) è un metodo statico ed è invocato direttamente sul nome della classe (riga 10)

36 Quando si usano metodi e attributi statici Un metodo che non dipende dallo stato dell oggetto (non accede agli attributi non statici dell oggetto) è un buon candidato a diventare static In genere nelle librerie di funzioni i metodi sono tutti statici (es: i metodi della classe Math) Gli attributi il cui valore deve essere condiviso da tutti gli oggetti di una classe devono essere dichiarati static In genere le costanti vengono dichiarate static

37 Attributi costanti Sintassi final <definizioneattributo> = <valore> Esempio: class Colori { public static final int GIALLO = 0, ROSSO = 1, }