Ereditarietà e Polimorfismo. Prof. Francesco Accarino IIS Altiero Spinelli Via Leopardi 132 Sesto San Giovanni

Transcript

1 Ereditarietà e Polimorfismo Prof. Francesco Accarino IIS Altiero Spinelli Via Leopardi 132 Sesto San Giovanni

2 Ereditarietà L ereditarietà è lo strumento che permette di costruire nuove classi utilizzando quelle già sviluppate Quando una classe viene creata attraverso il meccanismo di ereditarietà a partire da un altra classe, essa riceve in eredità tutti gli attributi e i metodi della classe generatrice 2

3 Ereditarietà La classe che è stata derivata da un altra usando l ereditarietà prende il nome di sottoclasse. La classe generatrice di una sottoclasse si chiama sopraclasse Queste relazioni tra le classi individuano una gerarchia che nasce da un processo di specializzazione. Infatti le classi che si trovano in cima alla gerarchia sono le più generali e man mano che si scende si trovano classi più specializzate 3

4 Ereditarietà Mezzi di trasporto Veicoli a motore Mezzi non a motore Auto Moto Autobus Bicicletta Cavallo 4

5 Ereditarietà La sottoclasse eredita dalla sopraclasse tutti gli attributi e tutti i metodi con la possibilità di inserire le differenze. La nuova classe si differenzia dalla sopraclasse in due modi: - per estensione, quando la sottoclasse aggiunge nuovi attributi e metodi che si sommano a quelli ereditati - per ridefinizione, quando la sottoclasse ridefinisce i metodi ereditati, viene cioè data un implementazione diversa di un metodo 5

6 Ereditarietà L ereditarietà serve a definire nuove classi, derivate da altre, che ereditano gli attributi e i metodi, con la possibilità di ridefinirli o di aggiungerne di nuovi. Esistono due tipi di ereditarietà: - singola e multipla 6

7 Ereditarietà Si parla di ereditarietà singola quando una sottoclasse deriva da un unica sopraclasse sopraclasse sottoclasse sottoclasse 7

8 Ereditarietà Si parla di ereditarietà multipla quando una classe deriva da due o più sopraclassi Mezzi di trasporto Animali Cavallo 8

9 Ereditarietà In java l ereditarietà è singola. Questo risolve tutta una serie di problemi legati i nomoi delle variabili dell ereditarietà mutipla ma restringe in qualche modo lo sviluppo di gerarchie di classi. Questa limitazione è in qualche modo superata come vedremo più avanti dalle interfacce 9

10 Polimorfismo Il polimorfismo indica la possibilità per i metodi di assumere forme, cioè implementazioni, diverse all interno della gerarchia delle classi Tutti i veicoli a motore possiedono il metodo accelera - Le sottoclassi automobile e moto ereditano il metodo accelera, ma è probabile che lo ridefiniscano per adeguarlo alle particolari esigenze - Il metodo accelera dell automobile si manifesterà con la pressione del pedale, mentre nella moto sarà implementato con il movimento della manopola Queste due diverse implementazioni evidenziano l aspetto polimorfico del metodo accelera 10

11 Polimorfismo Durante l esecuzione del programma, un istanza della classe veicoli a motore può rappresentare sia una automobile che una moto Non è possibile sapere, prima dell esecuzione, se si tratta di una automobile o di una moto Il collegamento dinamico garantisce che, richiamando il metodo, tra tutte le implementazioni venga scelta quella corretta che corrisponde all oggetto interessato 11

12 Esempio: la classe Persona Si consideri ad esempio la seguente classe Persona un oggetto Persona rappresenta una persona l unica proprietà di una Persona è il suo nome nome è una variabile d istanza (privata) è possibile costruire una nuova Persona che ha un certo nome la classe Persona ha un costruttore parametrico rispetto al nome 12

13 La classe Persona class Persona { /* il nome. */ private String nome; /* crea una Persona, dato il nome. */ public Persona(String nome) { this.nome = nome; } /* restituisce il nome della Persona. */ public String getnome() { return this.nome; } /* restituisce una descrizione della Persona. */ public String tostring() { return "Mi chiamo " + this.getnome() + ". "; } } 13

14 Esempio: la classe Studente Si supponga ora di voler definire la seguente classe Studente un oggetto Studente rappresenta uno studente dell ITIS le proprietà di uno Studente sono il suo nome e il nome della classe che frequenta è possibile costruire un nuovo Studente che ha un certo nome e frequenta una certa classe la classe Studente ha un costruttore parametrico rispetto al nome e alla classe frequentata 14

15 Dalla classe Persona alla classe studente La classe Studente estende e specializza il comportamento della classe Persona la classe Studente modella oggetti che sono casi particolari della classe Persona un oggetto Studente sa eseguire tutte le operazioni degli oggetti Persona un oggetto Studente sa eseguire anche delle ulteriori operazioni, che gli oggetti Persona non sanno eseguire 15

16 Dalla classe Persona alla classe studente Definiamo allora la classe Studente estendendo la classe Persona l estensione di classi riduce il tempo di realizzazione,riutilizzando implicitamente il codice già scritto l estensione di classi presenta anche altri vantaggi, che saranno descritti nel seguito La sintassi per definire una classe ereditata è: class <ClasseEstesa> extends <ClasseBase> 16

17 La classe Studente class Studente extends Persona { /* la clase frequentata */ private String classe; /* crea uno Studente, dati: nome e classe. */ public Studente(String nome, String classe){ super(nome); this.classe = classe; } /* restituisce la classe dello Studente. */ public String getclasse(){ return this.classe; } /* restituisce una descrizione dello Studente. */ public String tostring() { return "Mi chiamo " + this.getnome() + ". + "Studio nella " + this.getclasse() +"."; } } Nota: le proprietà e i metodi pubblici della classe Persona vengono automaticamente ereditati dalla classe Studente 17

18 La parola chiave super La parola chiave super si può usare in un metodo di istanza per referenziare la parte dell oggetto this definita dalla super-classe (nell esempio, la parte Persona di un oggetto Studente) Il metodo tostring() di Studente si può ad esempio riscrivere in forma più breve nel seguente modo: /* restituisce una descrizione dello Studente. */ public String tostring() { return super.tostring() + "Studio nella " + this.getclasse +"."; } 18

19 Aspetti dell estensione: metodi la classe estesa eredita implicitamente tutti i metodi definiti nella classe base la classe estesa può ridefinire i metodi della classe base (overriding o sovrascrittura) ad esempio, tostring() se la classe estesa non ridefinisce un metodo della classe base, allora vuol dire che ne conferma implicitamente la definizione ad esempio, getnome() la classe estesa può definire nuovi metodi adesempio getclasse() 19

20 Aspetti dell estensione: variabili la classe estesa possiede implicitamente tutte le variabili della classe base la classe estesa può accedere alle variabili pubbliche della classe base, ma non può accedere alle variabili private 20

21 Aspetti dell estensione: construttori i costruttori della classe estesa tipicamente: 1. invocano un costruttore della classe base (usando la parola chiave super) per inizializzare le variabili dichiarate nella classe base; se ciò non viene fatto, è automaticamente richiamato il costruttore con parametri nulli (se non presente viene generato un errore) 2. inizializzano le variabili dichiarate nella classe estesa 21

22 Ereditarietà e polimorfismo Un aspetto fondamentale dell estensione di classi (e dell ereditarietà in generale) è il polimorfismo è possibile assegnare il riferimento ad un oggetto della classe estesa a una variabile il cui tipo è la classe base ad esempio si può assegnare il riferimento di un oggetto Studente ad una variabile di tipo Persona a tale oggetto è possibile richiedere solo il comportamento definito dalla classe base tuttavia, il comportamento dell oggetto viene scelto al tempo di esecuzione sulla base del tipo effettivo dell oggetto, e non sul tipo della variabile (binding dinamico) 22

23 Polimorfismo: esempio Persona alunno = new Studente( Franco, 4IA ); System out.writeln(alunno.tostring()); Stamperebbe: Mi chiamo Franco. Studio nella 4IA. e non: Mi chiamo Franco. Del metodo Persona out.writeln(alunno.getclasse()); // NO, ERRORE! 23