Programmazione Orientata agli Oggetti in Linguaggio Java

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1 Programmazione Orientata agli Oggetti in Linguaggio Java Classi e Oggetti: Conclusioni versione 1.0 Questo lavoro è concesso in uso secondo i termini di una licenza Creative Commons (vedi ultima pagina) G. Mecca Università della Basilicata mecca@unibas.it Sottotitolo >> Sommario Sommario Riepilogo della Metafora Diagrammi di UML API di Java java.lang javadoc Convenzioni di Stile (cenni) Ereditarietà (cenni) Errori Frequenti 2

2 Classi e Oggetti: Conclusioni >> Riassunto della Metafora Riassunto della Metafora Applicazione a oggetti collezione di componenti >> piccoli robot antropomorfi classe >> componente femmina oggetto >> componente maschio heap >> città dei robot (zona in cui vivono i componenti) package >> condominio di componenti (determina indirizzo e visibilità) 3 Classi e Oggetti: Conclusioni >> Riassunto della Metafora Riassunto della Metafora Compiti (Responsabilità) dei Componenti proprietà >> conoscere informazione eseguire metodi >> fornire servizi eseguendo compiti Comunicazione tra i componenti chiamate di metodi >> messaggi di richiesta valori di ritorno >> messaggi di risposta 4

3 Classi e Oggetti: Conclusioni >> Riassunto della Metafora Riassunto della Metafora Creazione di oggetti esecuzione dei costruttori >> la classe fabbrica gli oggetti che ne sono istanza descrizione della struttura degli oggetti nel codice >> istruzioni di montaggio riferimento >> telecomando per pilotare un oggetto (differenza rispetto alle classi) garbage collector >> netturbino degli oggetti inutilizzabili 5 Diagrammi UML In questo argomento del corso abbiamo visto vari esempi per ciascun esempio abbiamo visto vari diagrammi di documentazione Diagramma di documentazione rappresentazione grafica di alcuni aspetti del funzionamento di un applicazione ce ne possono essere vari e a vari livelli di approfondimento 6

4 Diagrammi UML Per la programmazione a oggetti esiste uno standard consolidato per i diagrammi di documentazione Uniform Modeling Language (UML) sviluppato da Grady Booch, Ivar Jacobson, James Rumbaugh promosso dall OMG (Object Management Group) e dalla Rational (ora IBM) la versione iniziale (1.0) risale al Diagrammi UML Cos è in concreto UML? una sintassi grafica per descrivere il codice orientato alle applicazioni a oggetti Le idee alla base di UML un sistema software è una cosa complessa, con molti aspetti diversi bisogna utilizzare molti diagrammi per descrivere tutti questi aspetti UML propone 9 tipi di diagrammi diversi 8

5 Diagrammi UML Nei nostri esempi abbiamo utilizzato due tipologie di diagrammi Diagrammi statici che descrivevano la struttura del codice delle classi e le loro relazioni di dipendenza Nella terminologia di UML Diagrammi delle Classi 9 Diagrammi UML In un diagramma delle classi classe: rettangolo con nome, proprietà e metodi relazioni tra le classi: freccie (per ora consideriamo solo la relazione di dipendenza, in cui una classe chiama i metodi di un altra classe) annotazioni: commenti al diagramma package: cartelle che contengono le classi 10

6 Esempio: Calcolatrice Statica calcolatricestatica CalcolatriceStatica PrincipaleStatica static main() static schermomenu() static eseguioperazioni() staticdouble risultato static somma() static sottrai() static moltiplica() static dividi() static sommaalrisultato() static sottraialrisultato() static moltiplicaperilrisultato() static dividiperilrisultato() it.unibas.utilita Console static BufferedReader stdin static leggiintero() static leggistringa() static leggifloat() static leggidouble() 11 Esempio: Calcolatrice Statica in UML PrincipaleStatica +static voidmain() -static int schermomenu() -static void eseguioperazioni() depends depends CalcolatriceStatica -staticdouble risultato +static double getrisultato() +static voidsomma() +static void sottrai() +static void moltiplica() +static void dividi() +static void sommaalrisultato() +static voidsottraialrisultato() +static voidmoltiplicaperilrisultato() +static voiddividiperilrisultato() Console -staticbufferedreader stdin +static int leggiintero() +static String leggistringa() +static float leggifloat() +static double leggidouble() +static char leggicarattere() Annotazione: relazioni di dipendenza tra le classi: la classe A chiama i metodi della classe B 12

7 Esempio: Calcolatrice Statica in UML calcolatricestatica PrincipaleStatica +static voidmain() -static int schermomenu() -static void eseguioperazioni() depends depends CalcolatriceStatica -staticdouble risultato +static double getrisultato() +static voidsomma() +static void sottrai() +static void moltiplica() +static void dividi() +static void sommaalrisultato() +static voidsottraialrisultato() +static voidmoltiplicaperilrisultato() +static voiddividiperilrisultato() it.unibas.utilita Console -staticbufferedreader stdin +static int leggiintero() +static String leggistringa() +static float leggifloat() +static double leggidouble() +static char leggicarattere() Annotazione: relazioni di dipendenza tra le classi: la classe A chiama i metodi della classe B 13 Esempio: Calcolatrice in UML calcolatrice Principale +Principale() +static void main() -int schermomenu() -void eseguioperazioni() depends depends Calcolatrice -staticdouble risultato +double getrisultato() +void somma() +void sottrai() +void moltiplica() +void dividi() +void sommaalrisultato() +void sottraialrisultato() +void moltiplicaperilrisultato() +void dividiperilrisultato() it.unibas.utilita Console -staticbufferedreader stdin +static int leggiintero() +static String leggistringa() +static float leggifloat() +static double leggidouble() +static char leggicarattere() Annotazione: il costruttore no-arg può essere specificato o meno 14

8 Esempio: Circonferenze in UML circonferenzeb Principale +static voidmain() +Principale() +void esegui() -void schermolegginumero() -Circonferenza schermoleggicirc() -void schermostampacirconf() Comparatore + int posmaxcirconferenza(circonferenza[] coll) Circonferenza +static final double PIGRECO -double ascissacentro -double ordinatacentro -double raggio +Circonferenza(double x, double y, double r) +Circonferenza() +static int poscirconfmassima() +double getascissacentro() +void setascissacentro(double x) +double getordinatacentro() +void setordinatacentro(double y) +double getraggio() +void setraggio(double r) +double getlunghezzacirconferenza() +double getsuperficiecerchio() +double getquadrantecentro() 15 Diagrammi UML Ma, negli esempi abbiamo visto anche un altro tipo di diagrammi Diagrammi dinamici che illustrano il funzionamento dell applicazione e non solo la struttura del codice Nella terminologia UML Diagrammi di Collaborazione 16

9 Diagrammi UML In un diagramma di collaborazione componenti: classi e oggetti come rettangoli chiamate dei metodi: frecce numerate che illustrano il flusso di esecuzione Attenzione la creazione degli oggetti viene segnalata in modo semplificata rispetto ai diagrammi visti non traspare la sequenza completa di creazione 17 Esempio calcolatrice Principale Calcolatrice 1. main() static main() 2. new Principale() 3. creazione c = new Calcolatrice 5. creazione : Principale somma(3, 5) sottrai(1, 3) : Calcolatrice double risultato -2 8 utente it.unibas.utilita Console 18

10 Esempio: Esecuzione di una Somma Oggetto 1. main() calcolatrice.principale 2. p = new Principale() p : calcolatrice.principale 4. a = Console.leggiDouble() 5. b = Console.leggiDouble() 3. c = new Calcolatrice() 6. c.somma(a, b) 7. r = c.getrisultato() c : calcolatrice.calcolatrice it.unibas.utilita.console Classe 19 Diagrammi UML Un altro tipo di diagramma dinamico diagramma degli oggetti descrive le relazioni tra le classi e gli oggetti in un certo momento del programma quali e quanti oggetti ci sono e di quali classi sono istanze diagramma relativamente poco usato in UML, che non utilizzeremo oltre 20

11 Esempio circonferenzea Principale Principale() static main() instance-of Circonferenza static final double PIGRECO static posmaxlunghezza() Circonferenza(double x, double y, double raggio) Circonferenza() instance-of : Principale void esegui() : Circonferenza : Calcolatrice double ascissacentro : Calcolatrice double double ascissacentro double ordinatacentro ascissacentro double double ordinatacentro double double raggio raggio ordinatacentro double raggio it.unibas.utilita Console Diagrammi UML Attenzione differenza tra diagrammi statici e diagrammi dinamici i diagrammi statici (ed in particolare il diagramma delle classi) descrivono l organizzazione del codice i diagrammi dinamici (ed in particolare i diagrammi di collaborazione) descrivono l esecuzione dell applicazione in una specifica condizione di utilizzo (caso d uso) 22

12 Le API di Java Negli esempi varie classi della libreria standard fornita a corredo della piattaforma Java 2 SE varie migliaia di classi e metodi Per programmare in Java bisogna conoscere i concetti della programmazione a oggetti ma anche le classi fornite a corredo della piattaforma 23 Il Package java.lang In queste lezioni principalmente classi del package java.lang Il package java.lang package che contiene tutte le classi considerate indispensabili per la programmazione è automaticamente importato in tutte le classi scritte dall utente per economia 24

13 Il Package java.lang Le classi principali java.lang.system: include due proprietà statiche pubbliche, System.out e System.in java.lang.string: la classe per la manipolazione di stringhe immutabili java.lang.math: numerosi metodi statici per lo svolgimento delle principali operazioni matematiche 25 Il Package java.lang Cosa offrono esattamente queste classi? è possibile scoprirlo consultando la documentazione delle API di Java collezione di pagine HTML consultabili a partire da %JAVA_HOME%\docs\index.html descrive tutti i package, le classi, i metodi, le proprietà delle classi di Java, con opportuni commenti di documentazione >> %JAVA_HOME%\docs\index.html 26

14 Il Package java.lang >> lava.lang.integer Altre classi fondamentali di java.lang le classi wrapper una per ciascun tipo di dato primitivo Integer, Float, Double, Character, Boolean Due funzioni principali effettuare operazioni sui valori del tipo di base corrispondente trasformare un dato primitivo in un oggetto 27 Il Package java.lang Un operazione tipica con Integer estrarre un valore intero a partire da una stringa letta dalla tastiera il metodo public static int parseint(string s) di Integer analogamente per Float e Double in Boolean: public static boolean getboolean(string s) 28

15 Il Package java.lang Oggetto di tipo integer oggetto che incapsula un valore di tipo int Per passare da int a Integer int x = 10; Integer y = new Integer(x); Per passare da Integer a int Integer y = new Integer(10); int x = y.intvalue(); 29 Il Package java.lang La forma standard della documentazione nome del package, elenco delle classi con breve descrizione e collegamento per ogni classe: nome e descrizione elenco delle eventuali proprietà pubbliche elenco dei metodi pubblici altre informazioni (>>) questo tipo di documentazione è chiamato JavaDoc 30

16 JavaDoc JavaDoc due cose diverse un formato per la documentazione del codice uno strumento per produrre la documentazione Lo strumento javadoc.exe fornito a corredo della piattaforma in %JAVA_HOME%\bin 31 JavaDoc Utilizzo dello strumento eseguito su una classe o su un package, crea la documentazione nel formato javadoc tante pagine HTML Sintassi javadoc d cartelladest nomepackage javadoc d cartelladest nomeclasse.java 32

17 JavaDoc >> it.unibas.utilita.console >> javadoc d javadoc Console.java Come vengono specificate le descrizioni attraverso commenti particolari immersi nel codice java Commento javadoc inizia con /** e finisce con */ è possibile indicare informazioni particolari per la classe, le proprietà e i @parameter ecc. 33 JavaDoc >> javadoc d javadoc calcolatrice Se nel codice non ci sono commenti javadoc genera comunque la documentazione senza descrizioni nome delle classi, nome delle proprietà, nomi dei metodi In generale è uno strumento molto utile anche nel caso in cui non si scrivano commenti espliciti 34

18 JavaDoc Due aspetti significativi nei JavaDoc ci sono convenzioni ricorrenti nel modo in cui sono scritte le classi delle API viene spesso utilizzata la parola extends e ci sono ripetuti riferimenti a java.lang.object I aspetto: Convenzioni di Stile II aspetto: Ereditarietà 35 Classi e Oggetti: Conclusioni >> Convenzioni di Stile (Cenni) Convenzioni di Stile Nella piattaforma Java sono considerate essenziali nei gruppi di lavoro medio-grandi è indispensabile scrivere il codice allo stesso modo per favorirne la distribuzione Le convenzioni di stile della Sun pubblicate assieme al linguaggio forniscono una serie di regole sul modo di scrivere codice Java 36

19 Classi e Oggetti: Conclusioni >> Convenzioni di Stile (Cenni) Convenzioni di Stile ATTENZIONE alle convenzioni di stile di Java Le regole principali (>>) i nomi di classe cominciano con la maiuscola e seguono la notazione cammello i nomi di proprietà e di metodi cominciano con la minuscola e seguono la notazione cammello i nomi di package sono scritti in lettere minuscole i nomi di costanti sono scritti in maiuscole 37 Classi e Oggetti: Conclusioni >> Ereditarietà (Cenni) Ereditarietà Una delle caratteristiche dei linguaggi oo le classi possono estendere altre classi da cui ereditano le caratteristiche Ereditarietà meccanismo importante del linguaggio ne parliamo sommariamente perchè è una caratteristica della prog. orientata agli oggetti per ora ci interessa solo dare alcune regole meccaniche (>>) 38

20 Classi e Oggetti: Conclusioni >> Ereditarietà (Cenni) Ereditarietà Se una classe A estende una classe B la classe A (figlia) eredita tutte le proprietà ed i metodi della classe B (padre) può estenderli aggiungendo ulteriori proprietà e ulteriori metodi In Java tutte le classi estendono automaticamente java.lang.object e ne ereditano i metodi >> java.lang.object 39 Classi e Oggetti: Conclusioni >> Ereditarietà (Cenni) Ereditarietà Di conseguenza calcolatrice.calcolatrice estende java.lang.object le istanze di calcolatrice ereditano i metodi delle istanze di object (es: tostring()) es: è possibile scrivere Calcolatrice c = new Calcolatrice(); System.out.println(c.toString()); 40

21 Classi e Oggetti: Conclusioni >> Ereditarietà (Cenni) Ereditarietà Ma... c è anche un altro aspetto un oggetto di tipo Calcolatrice è anche un oggetto di tipo Object può essere usato dovunque serva un oggetto di tipo Object es: è possibile scrivere Object o = new Calcolatrice(); ATTENZIONE alla sostituibilità del tipo 41 Classi e Oggetti: Conclusioni >> Errori Frequenti Errori Frequenti Gli errori più frequenti in Java errori nell utilizzo degli strumenti (compilatore e macchina virtuale) >> CLASSPATH errori logici nell uso degli oggetti Errori nell uso degli strumenti attenzione a verificare sempre che la struttura dei file su disco sia corretta e che consenta la visibilità di tutte le classi 42

22 Classi e Oggetti: Conclusioni >> Errori Frequenti Errori Frequenti Errori logici nell uso degli oggetti NullPointerException: si cerca di eseguire un metodo su un riferimento null >> verificare che il riferimento sia stato inizializzato ArrayIndexOutOfBoundsException: sconfinamento nell utilizzo di un array >> verificare l uso degli indici 43 Classi e Oggetti: Conclusioni >> Errori Frequenti Errori Frequenti Un errore sintattico frequente mancata inizializzazione di una variabile: viola la regola di inizializzazione obbligatoria >> inizializzare alla dichiarazione 44

23 Sottotitolo >> Sommario Riassumendo Riepilogo della Metafora Diagrammi di UML API di Java java.lang javadoc Convenzioni di Stile (cenni) Ereditarietà (cenni) Errori Frequenti 45 Termini della Licenza Termini della Licenza This work is licensed under the Creative Commons Attribution- ShareAlike License. To view a copy of this license, visit or send a letter to Creative Commons, 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA. Questo lavoro viene concesso in uso secondo i termini della licenza Attribution-ShareAlike di Creative Commons. Per ottenere una copia della licenza, è possibile visitare oppure inviare una lettera all indirizzo Creative Commons, 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA. 46