Programmazione. Sapete già che. Focalizzazione del corso. Programmi e linguaggi. Dal C(++) a Java in 20 minuti... Alcuni linguaggi famosi

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1 Programmazione 1 Sapete già che 2 Prof. Gerardo Canfora canfora@unisannio.it Libro di testo: David Arnow, Gerald Weiss Introduzione alla programmazione con Java (Un approccio Object-Oriented) Jackson Libri Sito del corso: Un programma è un testo che permette ad un calcolatore di svolgere un compito Il contenuto di un programma viene detto codice Focalizzazione del corso 3 Programmi e linguaggi 4 In particolare: Approccio Orientato agli Oggetti I programmi sono scritti in un linguaggio di programmazione class Nothing { Alcuni linguaggi famosi 5 Dal C(++) a Java in 20 minuti 6 Fortran (1955) Cobol, Basic (1960s) Pascal (1969) C (1970) Ada (1984) (1980s) Java (1990s) Data una funzione reale di una variabile reale f, definita per punti nell intervallo x1 x2, ed un numero reale x0 tale che x1<x0<x2, scrivere un programma che calcoli il valore di f nel unto x0 mediante interpolazione lineare.

2 C(++) #include <iostream> using namespace std; int main (int argc, char *argv[]) { float x[10]; float y[10]; float x0=0,y0=0; for (int i=0;i<10;i++) { cout << "inserisci x:"; cin >> x[i]; cout << "inserisci y:"; cin >> y[i]; 7 while 8 cout << "inserisci valore x0:" << endl; cin >> x0; int j=0; while (x[j]<x0 && j<10) { j++; if (j>0 && j<9) { y0=(x0-x[j])*(y[j+1]-y[j])/(x[j+1]-x[j]) + y[j]; cout << "valore in f(" << x0 << ")=" << y0 << endl; while (<condizione>) { while (<condizione>) { 9 10 do-while for do { do { while (<condizione>); while (<condizione>); for (iniz; cond;incr) { for (iniz; cond;incr) { if switch if (<condizione>) { else { if (<condizione>) { else { switch (<espressione>) { case val1: break; default: break; switch (<espressione>) { case val1: break; default: break;

3 import.io.bufferedreader; import.io.inputstreamreader; 13 public class Esempio { Java public static void main(string[] args) throws Exception{ BufferedReader stantardin = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in)) float[] x=new float[10]; float[] y=new float[10]; float x0=0,y0=0; for (int i=0;i<10;i++) { System.out.print("inserisci x:"); x[i] = Float.parseFloat(stantardin.readLine()); System.out.print("inserisci y:"); y[i] = Float.parseFloat(stantardin.readLine()); System.out.print("inserisci valore x0:"); x0 = Float.parseFloat(stantardin.readLine()); int j=0; while (x[j]<x0 && j<10) { j++; if (j>0 && j<9) { y0=(x0-x[j])*(y[j+1]-y[j])/(x[j+1]-x[j]) + y[j]; System.out.println("valore in f("+x0+")="+y0); Sono le sole differenze? Rileggiamo la traccia Data una funzione reale di una variabile reale f, definita per punti nell intervallo x1 x2, ed un numero reale x0 tale che x1<x0<x2, scrivere un programma che calcoli il valore di f nel unto x0 mediante interpolazione lineare Dove sono finiti i concetti di funzione, punto, interpolazione? 14 Asrazione 15 Abstraction: A view of an object that focuses on the information relevant to a particular purpose and ignores the remainder of the information Funzione, dati, controllo Information Hiding: A software development technique in which each module s interfaces reveal as little as possible about the module s inner workings and other modules are prevented from using information about the module that is not in the module s interface specification IEEE standard glossary of software engineering terminology Programmare ad oggetti La programmazione come attività di creazione di modelli. I concetti di classe, oggetto e scambio di messaggi. Un primo esempio di programma Java. Meccanismi di scrittura ed esecuzione di programmi Java. Programmi e mondo reale 17 I programmi come modelli 18 Il codice di un programma interagisce con calcolatore ed i suoi componenti così come con entità e processi esterni Il codice di un programma modella altre cose Interne: tastiera, dischi, reti, schermo Esterne: piani di volo, molecole, transazioni bancarie

4 Modelli 19 Elementi del modello 20 Chiamate Operatori I modelli sono nati prima dei calcolatori e NON devono necessariamente essere realizzati mediante calcolatori Ogni modello è formato da elementi che rappresentano altre entità Gli elementi del modello presentano un comportamento consistente A seconda dei loro comportamenti comuni, gli elementi possono essere raggruppati in categorie diverse Il comportamento di un elemento può essere provocato da azioni esterne Modelli in Java 21 Esempio 22 Elementi del modello: Oggetti La categorie di oggetti vengono chiamate Classi Una classe: Determina il comportamento degli oggetti appartenenti E definita da una sezione di codice Un oggetto Appartiene ad una classe Costituisce una istanza di tale classe Classe operatore: Definisce il comportamento degli operatori (ad esempio, cambiamento di locazione, registrano il tempo di un intervento, ecc.) Ogni operatore in servizio è una istanza di tale classe Classe chiamata: Definisce il comportamento delle chiamate (ad esempio, priorità, orario di arrivo, cliente chiamante ecc.) Per ogni chiamata che arriva si crea una istanza Programmazione OO 23 Messaggi 24 Fuoco: gli oggetti e le classi che ne definiscono il comportamento Filosofia: In un programma in esecuzione sono gli oggetti che eseguono le operazioni desiderate Programmare in Java Scrivere le definizioni delle classi che modellano il problema Usare tali classi per creare oggetti Java è dotato di classi ed oggetti predefiniti Non si deve continuamente reinventare le ruota Gli oggetti sono gli elementi attivi di un programma Come fanno gli oggetti a compiere le azioni desiderate? Gli oggetti sono attivati dalla ricezioni di un messaggio Una classe determina i messaggi a cui un oggetto può rispondere I messaggi sono inviati da altri oggetti

5 Invio di un messaggio 25 Invio di un messaggio 26 Gerardo Aumenta la luminosità del monitor fisso Rosa Aumenta la luminosità del monitor fisso Messaggio Comportamento: - Modifica - La proprietà luminosità - In aumento Referenza ad un oggetto Gerardo Destinatario (Receiver) Aumenta la luminosità del monitor fisso Rosa Messaggi 27 Nomi e referenze 28 Per l invio di un messaggio è necessario specificare: Ricevente Messaggio Eventuali informazioni aggiuntive Non tutti i messaggi sono comprensibili da un determinato oggetto: Es: abbassare il volume Un messaggio deve invocare un comportamento dell oggetto Le classi hanno un nome Ogni classe Java deve avere un nome Ogni classe ha un solo nome Es: Impiegato, Molecola, ContoCorrente Convenzione: comincia con una lettera maiuscola Regole Java per i nomi (identificatori) Lettere, cifre e caratteri speciali (es: _ ) Devono cominciare con una lettera Il linguaggio è case sensitive Nomi e referenze 29 Classi ed oggetti predefiniti 30 Gli oggetti NON hanno nome In Java gli oggetti sono identificati da riferimenti Un riferimento (reference) è una frase che si riferisce ad un oggetto I riferimento sono espressioni E possibile avere più referenze ad uno stesso oggetto Modellano componenti e comportamenti del sistema Modellano l interfaccia grafica di colloqui con l utente Modellano oggetti di uso comune, ad esempio Data e Calendario Un esempio: il monitor Ci si riferisce a lui mediante il riferimento: System.out import.io.*; class Program1 { System.out.println("Benvenuti al corso");

6 XXXXXXX XXXXXXX XXXXX XXXXXXXXXXXX XXXXXXX XXXXXXXXXX XXXXXXX XXXX XXXXXXX XXXXXXX XXXXX XXXXXXXXXXXX XXXXXXX XXXXXXXXXX XXXXXXX XXXX PrintStream e System.out PrintStream e System.out La classe PrintStream Modella monitor e stampanti Comportamento: visualizzare sequenze di caratteri System.out Una referenze ad un oggetto predefinito Istanza della classe PrintStream System.out Un programma Java Si riferisce a oppure Un oggetto PrintStream Modella Messaggi in Java Invio di un messaggio Forma generale Comportamento-desiderato (altre-informazioni) Forma generale: Riferimento-al-destinatario.messaggio Esempio: println ( Benvenuti al corso ) Comportamento: println (stampa una linea) Informazione: Benvenuti al corso (contenuto della linea) Esempio: System.out.println ( Benvenuti al corso ) Riferimento Messaggio L oggetto a cui si riferisce il riferimento System.out è il destinatario del messaggio println( Benvenuti al corso ) Invio di un messaggio Istruzioni Invia un messaggio System.out.println( Benvenuti al corso ) Un programma Java Le istruzioni Java Provocano un azione (es: inviare un messaggio) Devono essere chiusi da punto e virgola ; println( Benvenuti al corso ) Un messaggio println Modella Destinatario: un oggetto PrintStream Benvenuti al corso Esempio System.out.println ( Benvenuti al corso ); L invio di un messaggio deve essere sempre espresso da una istruzione

7 Forma di un programma 37 Un primo esercizio 38 Almeno per le prime lezioni: import.io.*; Class ProgramName { Scrivere un programma che annunci il vostro primo programma e l intenzione di continuare This is my first Java program but it won't be my last. Meccanismi: Editing Il testo dei programmi è memorizzato in file I file sono creati con opportuni editor Tutto come prima 39 Meccanismi: Compilazione Il programma sorgente deve essere tradotto (compilato) per poter essere eseguito Tutto come prima? import.io.*; 40 import.io.*; Class ProgramName { Compilatore Codifica Class ProgramName { Programma sorgente Programma sorgente Java byte code Meccanismi: Compilazione 41 Meccanismi: Esecuzione 42 Compilazione JDK: c nome-del-file IDE: voce di menu Java Byte Code Il linguaggio macchina di una macchina virtuale Java Virtual Machine NON leggibile dall uomo Conservato in class files Un class file può essere eseguito su ogni piattaforma che ha la Java Virtual Machine Un programma; interprete Java Virtual Machine (MacOS) Java Virtual Machine (Windows) Java Virtual Machine (Unix)

8 Meccanismi: Esecuzione 43 Nomi dei file 44 Esecuzione JDK: nome-class IDE: voce di menu, icona Un programma Java NON può essere eseguito senza Java Virtual Machine Interpreta il codice Java Byte Code E a sua volta in esecuzione sul calcolatore Byte code Virtual machine Piattaforma Il compilatore produce un diverso class file per ogni classe definita in un file sorgente Il nome di ogni class file coincide con il nome della classe File sorgenti:. C1.class Class file:.class Class C1 { Class C2 { Class Cn { Prova. Compilatore C2.class Cn.class Elementi del linguaggio Java 45 Elementi del linguaggio Java 46 Regole per la costruzione delle frasi Identificatori Parole chiave (keywords) Significati predefiniti Es: import, class, public, static, void NON PrintStream Ordine delle istruzioni Ordine lessicografico coincidente con l ordine di esecuzione Il formato del è libero Indentazione Convenzioni Una istruzione per lines Usare i tab e non gli spazi per l indentazione Commenti Racchiusi da delimitatori: /* */ Su linea singola: // Elementi del linguaggio Java /* Il mio primo commento */ /* * Il mio primo commento */ // Il mio primo commento Statement // Il mio primo commento 47 Linee guida Inserire un commento prima di ogni classe per spiegarne scopo e comportamento NON spiegare come funziona Java Dare informazioni che non possono essere facilmente derivate dal codice Mai interrompere una istruzione con un commento 48

9 Esempio 49 Errori 50 import.io.*; /* *Program1: Stampa un saluto */ class Program1 { System.out.println("Benvenuti al corso"); A tempo di compilazione Scoperti dal compilatore Es: mancanza del punto e virgola, parentesi aperte e non chiuse A tempo di esecuzione (run time) Scoperti solo all atto dell esecuzione del programma Es: output difforme da quello atteso