Corso di Linguaggi di Programmazione

Transcript

1 Corso di Linguaggi di Programmazione Lezione 9 Alberto Ceselli ceselli@dti.unimi.it Dipartimento di Tecnologie dell Informazione Università degli Studi di Milano 01 Aprile 2008

2 ADT param. in C ADT param. in Ada ADT param. in C++ ADT param. in Java ADT param. in C sharp

3 Polimorfismo parametrico ADT param. in C ADT param. in Ada ADT param. in C++ ADT param. in Java ADT param. in C sharp Obiettivo: riuso del software. Definition (Sottoprogramma polimorfo o generico) è un sottoprogramma che accetta parametri di tipo diverso per attivazioni diverse. Definition (Polimorfismo parametrico) è fornito da un sottoprogramma che prende un parametro generico, che è utilizzato per definire il tipo dei parametri del sottoprogramma. Idea: avere sottoprogrammi generici, senza rinunciare ai controlli di tipo a compile time.

4 ADT param. in C ADT param. in C ADT param. in Ada ADT param. in C++ ADT param. in Java ADT param. in C sharp stessi problemi visti in precedenza la printf non è generica

5 ADT param. in Ada ADT param. in C ADT param. in Ada ADT param. in C++ ADT param. in Java ADT param. in C sharp Stack ristretto a contenere valori interi Lo stack può contenere al massimo 100 elementi CODICE ESEMPIO interfaccia ed implementazione possono essere in files diversi. Float_Stack e Int_Stack generano due versioni diverse del codice sorgente a compile time.

6 ADT param. in C++ ADT param. in C ADT param. in Ada ADT param. in C++ ADT param. in Java ADT param. in C sharp CODICE ESEMPIO interfaccia ed implementazione nello stesso file template per definire il parametro di tipo Il tipo è poi utilizzato all interno della struct Funziona in modo simile ad una macro, sostituendo il codice del template nel codice del client a compile time (e per questo deve essere tutto nell header, e di conseguenza viene trattato inline)

7 ADT param. in Java ADT param. in C ADT param. in Ada ADT param. in C++ ADT param. in Java ADT param. in C sharp da Java 5.0 CODICE ESEMPIO la virtual machine è la stessa: poca efficienza permette una gestione fine dei tipi generici (es. wildcards? per i tipi...)

8 ADT param. in C sharp ADT param. in C ADT param. in Ada ADT param. in C++ ADT param. in Java ADT param. in C sharp da.net versione 2.0 CODICE ESEMPIO gestito in modo efficiente: codice viene duplicato a run-time solo in caso di necessità

9 (1)

10 Approccio procedurale ed approccio ad oggetti Approccio procedurale: il programma è una sequenza di istruzioni, opportunamente organizzata in funzioni e procedure. Approccio ad oggetti: il programma è composto da oggetti che si scambiano messaggi.

11 OOP e riuso obiettivo principale: ancora riuso. Gli ADT sono adatti ad essere riutilizzati?

12 OOP e riuso ADT e riuso: - vantaggio: modularità - svantaggio: chi modifica deve capire il codice esistente - svantaggio: spesso se la modifica non è solo all implementazione, ma anche alla struttura dell ADT, anche il codice client deve essere aggiornato idea: i nuovi ADT sono specializzazioni dei vecchi, e ne ereditano le funzionalità (aggiungendone nuove) il programmatore si preoccupa solo delle nuove funzionalità (trascurando come siano implementate quelle già esistenti). utile anche per realizzare una sola volta codice comune a diversi ADT.

13 Esempio di approccio ad oggetti Esempio: arciere, vento e giudice (alla lavagna).

14 Nomenclatura: a moduli ADT istanze di un ADT sottoprogrammi variabili storicamente: SIMULA 67 ad oggetti classe oggetti (o istanze di una classe) metodi proprietà una classe che deriva da un altra si dice sottoclasse (subclass) la classe dalla quale deriva la nuova classe si dice superclasse (superclass)

15 Esempio di costruzione di un oggetto Esempio: arciere, vento e giudice (alla lavagna). Al posto di un semplice arciere potrei avere un arciere_abile (che regola il suo tiro in base al risultato precedente). Vento potrebbe accomunare alcune caratteristiche di tutti i venti: Bora, Maestrale..., ma non fornire i dettagli su come la taiettoria viene modificata.

16 Features richieste al linguaggio: 1 Supporto per ADT (lezione 8) 2 3 Binding dinamico di chiamate a metodi (e possibilità di polimorfismo)

17 Il concetto di sottotipo un tipo A è un insieme di elementi, un sottotipo B del tipo A è un sottoinsieme degli elementi di A per ogni elemento b B vale b A: vale la relazione è-un rispetto ad A. più concretamente: in un programma B può apparire ovunque appare A.

18 Il concetto di sottotipo Es. ADA: subtype Small_Int is Integer range ; Small_Int ha tutte le operazioni di Integer, ma può assumere meno valori. N.B un sottotipo è compatibile con il tipo da cui deriva, ma in generale non equivalente! infatti Small_Int è compatibile con Integer, ma non viceversa.

19 Il concetto di sottoclasse una classe derivata è una sottoclasse se è in relazione è-un con la sua superclasse una sottoclasse è un sottotipo se assicuro che: una sottoclasse possa solo aggiungere proprietà e metodi oppure ridefinire metodi della superclasse in modo compatibile (senza causare errori di tipo)

20 Definition () è la proprietà di una sottoclasse di possedere tutte le caratteristiche della superclasse Arredamento_v1.cpp

21 Overriding Una sottoclasse può ridefinire un metodo delle sue superclassi Il nuovo metodo sovrascrive (overrides) quello delle superclassi Arredamento_v1.cpp

22 Costruttori e distruttori Spesso le istanze di una classe vengono allocate dinamicamente nello heap (Java, C#): es. keyword new. C++ permette di allocare memoria sia nello stack che nello heap. Ogni classe ha un costruttore chiamato al momento dell allocazione Spesso le classi hanno un distruttore chiamato al momento della deallocazione (delete in C++) Arredamento_dyna.cpp

23 singola e multipla Il linguaggio permette ad una sottoclasse di ereditare da più superclassi? Arredamento_mult1.cpp 1 Problema dell ambiguità Es. A deriva sia da B che da C; sia B che C hanno un metodo display che può essere ereditato. C++ permette eredità multipla, e risolve ambiguità utilizzando ::, ovvero A non eredita display, ma B::display e C::display

24 singola e multipla Il linguaggio permette ad una sottoclasse di ereditare da più superclassi? Arredamento_mult2.cpp 2 Problema degli antenati comuni ( diamond o shared inheritance) Es. Sia B che C derivano da D; A deriva sia da B che da C: A deve ereditare due copie di tutti i metodi di D? Oppure solo una copia? Da quale genitore? C++ permette eredità multipla, e risolve ambiguità utilizzando ::

25 Implementazione di ereditarietà singola e multipla A compile time viene costruito per ogni classe (e sottoclasse) un class instance record (CIR), in cui sono memorizzate proprietà e puntatori ai metodi. multipla in sintesi: molta flessibilità, marginale problema di efficienza, sostanziale problema di struttura e manutenzione del codice.

26 e scope Modificatori di scope: public: visibile ai metodi della classe, metodi delle sottoclassi e codice client private: visibile solo ai metodi della classe protected: visibile ai metodi della classe e delle sottoclassi (a volte a tutte le sottoclassi nel package, es. Java), ma non a codice client alcuni linguaggi hanno modificatori appositi per il package (es. internal in C#) C++ utilizza anche friend In C++ i modificatori di scope sono utilizzati anche durante l estensione di una classe class Sedia : public Mobile...

27 e scope N.B. Ricordando che una sottoclasse è un sottotipo se assicuro che: una sottoclasse possa solo aggiungere proprietà e metodi oppure ridefinire metodi della superclasse in modo compatibile (senza causare errori di tipo) utilizzare private nella derivazione di una classe C++ potrebbe impedire alle sottoclassi di essere sottotipi della superclasse.

28 Un oggetto conosce se stesso Come per gli ADT, i metodi di una classe hanno accesso agli altri metodi ed alle proprietà della classe... e anche all oggetto stesso Es. this in C++ Spesso ha accesso anche alla superclasse (Es. super in Java o base in C#) o alle superclassi (superclasse_a:: in C++)