Il processo di astrazione: le classi OOP. Introduzione alla programmazione a ogge2. DisBnguere gli ogge2. Gli ogge2 del mondo reale

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1 OOP Introduzione alla programmazione a ogge2 A. Ferrari La programmazione orientata agli ogge. (Object Oriented Programming) ha l obiettivo di formalizzare gli ogge. del mondo reale e di costruire con quesb un mondo virtuale. Questa parte di mondo che viene ricostruita in modo virtuale è defa dominio applica3vo. Gli ogge2 del mondo reale QuoBdianamente interagiamo con ogge2 del mondo che ci circonda Ogge2: animali piante tu2 gli ogge2 inanimab del mondo reale un pensiero, una filosofia o più in generale un enbtà astrafa. Un esempio di oggefo astrafo: il voto DisBnguere gli ogge2 Esempio: un bicchiere Ne sappiamo definire le caraferisbche e conosciamo anche quali azioni si possono fare con esso. Possiamo definirne la forma, il colore, il materiale di cui è fafo e possiamo dire se è pieno o vuoto. Sappiamo anche che si può riempire e svuotare. Abbiamo definito un oggefo afraverso le sue caraferisbche le operazioni che può compiere Il livello di astrazione I linguaggi di programmazione si sono evolub in modo che i codici sorgenb potessero astrarsi sempre più dal modo in cui gli stessi, una volta compilab, sarebbero stab eseguib. Nella OOP non ci si vuole più porre i problemi dal punto di vista del calcolatore, ma si vogliono risolvere facendo interagire ogge2 del dominio applicabvo come fossero ogge2 del mondo reale. L obie2vo è di dare uno strumento al programmatore, per formalizzare soluzioni ai propri problemi, pensando come una persona e senza doversi sforzare a pensare come una macchina. Il processo di astrazione: le classi Per popolare il dominio applicabvo ublizzato dall applicazione è necessario creare gli ogge., e per fare questo è necessario definire le classi. Una classe è lo strumento con cui si idenbfica e si crea un oggefo. 1

2 Una classe è un modello per la creazione di ogge2 La classe è paragonabile allo stampo Gli ogge2 sono i bisco2 ofenub con quello stampo Classi e Bpi di dato Una classe è a tu2 gli effe2 un Bpo di dato (come gli interi e le stringhe e ogni altro Bpo già definito) Un Bpo di dato è definito dall insieme di valori e dall insieme delle operazioni che si possono effefuare su quesb valori Nella programmazione orientata agli ogge2, è quindi possibile sia ublizzare Bpi di dato esistenb, sia definirne di nuovi tramite le classi I nuovi Bpi di dato si definiscono ADT (Abstract Data Type) Incapsulamento (informabon hiding) Nascondere il funzionamento interno (la strufura interna) Fornire un interfaccia esterna che permefa l ublizzo senza conoscere la strufura interna Diagramma delle classi La prima sezione conbene il nome della classe La seconda sezione definisce i suoi afribub La terza i metodi, le operazioni che si possono compiere sull oggefo hfp:// Un esempio Le classi in Java Automobile marca modello colore targa cambiatarga cambiacolore [modificatore] class [nome della classe]{ [attributi] [metodi] class MiaClasse { String mioattributo; void miometodo() { 2

3 Classe Metodi e AFribuB Gli ogge2 public class SchedaAnagrafica {!! private String nome;!! private String cognome;!! public String getnome() {! return nome;!! public void setnome(string nome) {!! this.nome = nome;!! public String getcognome() {! return cognome;!! public void setcognome(string cognome) {! this.cognome = cognome;!!! SchedaAnagrafica -nome:string -cognome:string +getnome():string +setnome(nome:string):void +getcognome():string +setcognome(cognome:string):v Gli ogge2 sono le enbtà di un programma che interagiscono tra loro per raggiungere un obie2vo Gli ogge2 vengono creab in fase di esecuzione ed ognuno di essi fa parte di una categoria (di una classe) Ogni classe può creare più ogge2, ognuno dei quali pur essendo dello stesso Bpo è disbnto dagli altri Un oggefo è l istanza di una classe IdenBtà tra ogge2 Anche se due ogge2 dello stesso Bpo hanno tu2 gli afribub con gli stessi valori, non sono uguali, ma sono ogge2 disbnb Sarebbe come dire che due gemelli, solamente perché idenbci fisicamente, siano la stessa persona: ovviamente è scorrefo Un esempio di classe Se vogliamo catalogare i cd musicali in nostro possesso, abbiamo bisogno di implementare un programma nel cui dominio applicabvo è presente la classe CD I metodi della classe CD servono per impostare e recuperare i valori degli afribub Diagramma degli ogge2 I diagrammi che rappresentano gli ogge2 (Object Diagram in UML) mefono in luce i valori che assumono gli afribub Stato di un oggefo L insieme dei valori degli afribub di un oggefo è chiamato stato dell oggefo e generalmente può variare in funzione del tempo 3

4 Creazione di un oggefo Per creare un oggefo si effefua un istanziazione di una classe. In questa fase viene riservato uno spazio di memoria per conservare i valori degli afribub dell oggefo che si sta creando (per mantenere memorizzato da qualche parte lo stato dell oggefo) Istanziare un oggefo in Java A seconda del linguaggio ublizzato si impiegano diversi costru2 di programmazione per creare un oggefo In Java la creazione di un oggefo si effefua mediante l istruzione new Esempio: Bicchiere calice; calice = new Bicchiere(); Oppure: Bicchiere calice = new Bicchiere(); Gli afribub di istanza Gli afribub di istanza sono quelli possedub da un oggefo, chiamab anche più semplicemente a5ribu3. L afributo di un oggefo è una variabile che ne descrive una caraferisbca o proprietà AFribuB costanb Un afributo costante è un afributo il cui valore non cambia nel tempo ma resta invariato. In Java per dichiarare una costante si ublizza il modificatore final. public class Calendario { public final int numerodeimesi = 12; // Metodi il valore di numerodeimesi non può essere modificato, ma resta invariato nel corso dell esecuzione del codice. AFribuB di classe Un afributo di classe è un afributo condiviso da tufe le istanze della classe, ovvero da tu2 gli ogge2 creab con essa. In Java per dichiarare un afributo di classe si ublizza il modificatore static. public class Gatto { public static int numerodigatti = 0; public Gatto() { numerodigatti ++; Ogni volta che viene creato un oggefo di Bpo Gatto, il contatore numerodigatti è automabcamente incrementato di uno. La sintassi per accedere ad un afributo di classe è: <NomeClasse>.<NomeAttributo> per esempio System.out.print(Gatto.numeroDiGatti); Metodi: le azioni degli ogge2 Un metodo è un azione che l oggefo può eseguire. In Java la dichiarazione di un metodo è composta da: Modificatore Nome del metodo Tipo di dato da ritornare Tipo e nome dei parametri di ingresso Eventuali eccezioni sollevate TuFo questo è defo firma del metodo. 4

5 Metodi di istanza Un metodo di istanza è un metodo che, per essere ublizzato, ha bisogno della creazione di un oggefo della classe a cui apparbene su cui essere invocato. Un metodo di istanza è anche chiamato semplicemente metodo. Esempio di firma public int studia(string testo) throws HoStudiatoTroppoException public è il modificatore int è il Bpo del metodo studia è il nome del metodo String testo è il Bpo e nome dei parametri HoStudiatoTroppoException è la possibile eccezione sollevata Formalizzare i metodi Un esempio: afribub Si vuole realizzare una classe che permefa di gesbre e risolvere equazioni di secondo grado In una equazione individuiamo tre a5ribu3: a, b, c che rappresentano i coefficienb di x 2, di x ed il termine noto L equazione 3x 2-2x+1=0 avrà come afribub i valori 3, - 2 e 1 Un esempio: metodi Definiamo un insieme di metodi che ci permefa di: Modificare i valori dei coefficienb OFenere i valori dei coefficienb Conoscere il Bpo di equazione OFenere la prima soluzione OFenere la seconda soluzione Diagramma UML della classe Equazione -a : double -b : double -b : double +seta(in v : double) +geta() : double +setb(in v : double) +getb() : double +setc(in v : double) +getc() : double -delta() : double +pura() : boolean(idl) +spuria() : boolean(idl) +complessa() : boolean(idl) +soluzione1() : double +soluzione2() : double 5

6 Esercizio Implementare in Java la classe Equazione Istanziare due equazioni: 5x 2-3x+2=0 2x 2-4=0 eq1 : Equazione a : double = 5 b : double = -3 b : double = 2 eq2 : Equazione a : double = 2 b : double = 0 b : double = -4 Metodi di classe Un metodo di classe è un metodo invocabile sulla classe stessa senza dovere necessariamente istanziare un oggefo. I metodi di classe sono principalmente ublizzab per inglobare al loro interno algoritmi, o in generale operazioni che non cambiano lo stato di un oggefo. Metodi di classe, quando? Quando si devono modificare o leggere afribub di classe riguardanb informazioni inerenb a tu2 gli ogge2 della classe. Quando non ha senso creare ogge2 di una certa classe, in quanto questa possiede solo metodi di ublità Metodi di classe: esempio In Java i metodi di classe si implementano ublizzando il modificatore sta3c public class Matematica { public static int somma(int addendo1, int addendo2) { return addendo1 + addendo2; Per invocare un metodo stabc si ublizza la tradizionale notazione puntata, ma al posto del nome dell oggefo si inserisce il nome della classe: int risultato = Matematica.somma(3, 5); Il metodo main Il metodo static main è il il primo metodo dell applicazione che viene eseguito. Questo metodo è invocato automabcamente quando si esegue una classe. Se si tenta di eseguire una classe priva di un metodo main si o2ene un errore. Il main è il metodo all interno del quale in genere si istanziano i primi ogge2 che si fanno interagire tra loro. public static void main(string[] args) { //istruzioni Overloading In alcuni casi è uble avere un metodo che possa essere chiamato sia con parametri, sia senza, oppure con numero e Bpo di parametri differenb. Nel caso di due o più metodi con lo stesso nome ma con parametri differenb si parla di overloading public int somma(int addendo1, int addendo2) { return addendo1 + addendo2; public float somma(float addendo1, float addendo2) { return addendo1 + addendo2; L overloading consente di sovraccaricare il metodo con più di un significato 6

7 Metodo costrufore Il costru5ore è un metodo parbcolare che viene invocato alla creazione dell oggefo e che conbene tufe le istruzioni da eseguire per la sua inizializzazione. CostruFori in Java In Java i metodi costrufore: Devono avere lo stesso nome della classe a cui appartengono. Possono anche essere vuo3 o non essere definib. In quesb casi, sull oggefo creato non sarà effefuata alcuna operazione di inizializzazione. Viene ublizzato il costrufore di default della JVM. Possono avere parametri di input che serviranno per effefuare le operazioni di inizializzazione alla creazione dell oggefo. Possono esistere più costru5ori con lo stesso nome, ma con numero e Bpo di parametri differenb. E possibile creare un oggefo invocando uno dei costrufori Esempio Modificatori public class Bicchiere { public String forma; public String materiale; public boolean pieno; public Bicchiere() { pieno = false; public Bicchiere(String nuovaforma, String nuovomateriale) { forma = nuovaforma; materiale = nuovomateriale; pieno = false; public consente a qualunque classe o oggefo di qualsiasi Bpo di avere accesso all afributo o al metodo a cui è applicato protected consente l accesso solo alle classi e agli ogge2 il cui Bpo è una sofoclasse di quella in cui è ublizzato private consente l accesso solo agli ogge2 della classe in cui è ublizzato Visibilità di default (senza alcun modificatore) consente a tufe le classi appartenenb allo stesso package di accedere all afributo o al metodo. Modificatori: tabella Valore e riferimento Un esempio: int a, b; a = 3 b = a; a = 5; System.out.print(b); Viene visualizzato il valore 3 Le variabili di un Bpo base contengono un valore 7

8 Valore e riferimento Un altro esempio: Bicchiere biccuno, biccdue; biccuno = new Bicchiere( calice, vetro ); biccdue = biccuno; biccuno.forma = coppa ; System.out.print(bicc2.forma); Viene visualizzato coppa Gli ogge2 sono un riferimento ad una zona di memoria In questo caso biccuno e biccdue sono due riferimenb allo stesso oggefo Incapsulamento L incapsulamento (informa(on hiding) è un concefo fondamentale dell ingegneria del somware Questo principio prevede che si possa accedere alle informazioni di un oggefo unicamente a5raverso i suoi metodi In Java l incapsulamento si avvale dei modificatori di visibilità per nascondere gli afribub di un oggefo MeFere in afo questa tecnica significa non avere mai a5ribu3 di un oggefo di Bpo public, salvo eccezioni parbcolari per costanb o afribub di classe da gesbre in base al caso specifico Accesso agli afribub Per accedere dall esterno agli afribub, si inseriscono metodi public che possono essere chiamab da chiunque per impostare o richiedere il valore dell afributo. I metodi hanno di solito un nome parbcolare: set (seguito dal nome dell afributo) per modificarne (sefare) il valore get (seguito dal nome dell afributo) per recuperare (get) il valore private int codice; Esempio public void setcodice(int nuovocodice) { codice = nuovocodice; public int getcodice() { return codice; Incapsulamento: perché? Potrebbe sembrare che non vi sia alcuna differenza rispefo ad accedere direfamente agli afribub Sembra che questa tecnica serva solo a rendere più complessa la loro gesbone Le mobvazioni sono: un maggiore controllo sulle operazioni effefuate sugli afribub, limitando l ublizzo improprio che se ne può fare e guadagnando così in sicurezza. La possibilità di nascondere il modo in cui i dab sono memorizzab negli afribub Controllo sui valori inserib public void setcodice(int codice) throws CodiceErratoExcep3on { if( (codice >= 100) && (codice <= ) ) { this.codice = codice; else { throw new CodiceErratoExcep3on(); 8

9 Convenzioni sui nomi delle classi Il nome di classe dovrebbe iniziare sempre con la lefera maiuscola. Nel caso di nomi composb, si ublizzano le maiuscole per le iniziali di ogni parola che compone il nome. Nel caso di acronimi, il nome sarà interamente maiuscolo. Persona IndirizzoDiCasa HTTPMessage Nomi afribub, metodi e costanb I nomi di a5ribu3 e metodi dovrebbero iniziare con lefera minuscola nome codicefiscale httpheader esegui() scrivisufile() Le costan3 devono essere scrife in maiuscolo. I nomi composb devono avere le parb del nome separate da _ PI_GRECO RADICE_QUADRATA_DI DUE Convenzioni JavaBean Ogni afributo è definito private Ogni afributo ha una coppia di metodi public per impostarne e richiederne il valore. Il nome di quesb metodi è composto dai prefissi get e set, a cui va aggiunto il nome dell afributo. private String indirizzo; public void setindirizzo(string indirizzo) { this.indirizzo = indirizzo; public String getindirizzo() { return indirizzo; Interazione tra gli ogge2 Per comunicare, gli ogge2 possono ublizzare i metodi, scambiandosi messaggi l uno con l altro Quando un oggefo invoca un metodo di un altro, quest ulbmo reagisce eseguendo il metodo opportuno L invocazione dei metodi può richiedere parametri di qualsiasi Bpo, compresi quindi ogge2 Un oggefo potrà quindi essere in grado di passarne un altro afraverso un metodo, o addirifura potrà passare se stesso Un messaggio ha la seguente sintassi: <NomeOggetto>.<nomeMetodo>(<paramteri>) this In alcuni casi un oggefo ha la necessità di riferirsi a se stesso, per esempio all interno di un suo metodo o nel metodo costrufore Questo può accadere perché l oggefo deve riferirsi a un suo membro (afributo o metodo) oppure deve passare se stesso come parametro durante l invocazione di un metodo di un altro oggefo. In Java, per effefuare questa operazione, un oggefo può ublizzare la parola chiave this. public Bicchiere(String forma, String materiale) { this.forma = forma; this.materiale = materiale; pieno = false; 9