Programmazione Orientata agli Oggetti in Linguaggio Java

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1 Programmazione Orientata agli Oggetti in Linguaggio Java Classi e Oggetti: Metafora Parte a versione 2.2 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 Classi e Oggetti: Metafora >> Sommario Sommario Componenti Heap Classe Package Public e Private Invio di Messaggi ai Componenti Difetti della Soluzione Statica 2

2 Classi e Oggetti: Metafora >> Componenti Componenti Componente pezzo di software capace di svolgere compiti (responsabilità) Applicazione a oggetti collezione di componenti i componenti collaborano per raggiungere l obiettivo applicativo la collaborazione avviene attraverso lo scambio di messaggi 3 Classi e Oggetti: Metafora >> Componenti Componenti Due tipi di componenti classi oggetti Ogni componente ha un identificatore >> nome delle proprietà e dei metodi 4

3 Classi e Oggetti: Metafora >> Componenti Componenti Proprietà dati costanti e variabili conosciuti dal componente rappresentano lo stato del componente Metodi funzioni e procedure rappresentano le operazioni eseguibili dal componente 5 Classi e Oggetti: Metafora >> Componenti Componenti Metafora ogni componente conosce delle informazioni ed è in grado di svolgere dei compiti, cioè eseguire delle operazioni i componenti si scambiano messaggi che corrispondono a richieste di servizio in risposta ad una richiesta di servizio, i componenti eseguono le operazioni e rispondono con i risultati 6

4 Classi e Oggetti: Metafora >> Heap Heap Memoria per i componenti all interno dello heap Nella programmazione procedurale tre zone di memoria per un programma istruzioni (zona del codice) pila di attivazione (zona dei dati) dati statici heap dati allocati dinamicamente (ovvero manipolati attraverso i puntatori) 7 Classi e Oggetti: Metafora >> Heap Heap Utilizzo della memoria in Java zona del codice: contiene il bytecode pila di attivazione (stack): contiene i record di attivazione dei metodi (variabili locali e parametri) Lo heap non viene utilizzato per i puntatori (che non esistono) è riservato ai componenti 8

5 Classi e Oggetti: Metafora >> Heap Heap Heap ( Mucchio ) zona di memoria in cui viene allocata la memoria per gli oggetti zona separata rispetto allo stack Metafora nello heap vivono i componenti lo heap è la città dei robot 9 Classi e Oggetti: Metafora >> Classi Classi Un esempio: la calcolatrice statica applicazione che consente di effettuare operazioni aritmetiche (+, -, *, /) il risultato dell ultima operazione resta in memoria e può essere utilizzato per effettuare operazioni con memoria l interfaccia è basata sulla console: i dati vengono letti dalla tastiera e visualizzati in forma testuale 10

6 Classi e Oggetti: Metafora >> Classi Classi I versione: tre componenti di tipo Classe ogni componente ha precise responsabilità CalcolatriceStatica effettua i calcoli PrincipaleStatica gestisce l interazione con l utente e il controllo Console legge i dati dalla tastiera >> calcolatricestatica 11 Classi e Oggetti: Metafora >> Componenti Classi utente 1. main() PrincipaleStatica static main() static schermomenu() static eseguioperazioni() 2. eseguioperazioni() 3. schermomenu() 4. a = leggidouble() 5. b = leggidouble() 6.somma(a,b) 7. r = getrisultato() Console static BufferedReader stdin static leggiintero() static leggistringa() static leggifloat() static leggidouble() CalcolatriceStatica staticdouble risultato static somma() static sottrai() static moltiplica() static dividi() static sommaalrisultato() static sottraialrisultato() static moltiplicaperilrisultato() static dividiperilrisultato() static getrisultato() 12

7 Classi e Oggetti: Metafora >> Classi Classi NomeDellaClasse proprietà n. 1 proprietà n prototipo del metodo n. 1 prototipo del metodo n Rappresentazione grafica di una classe convenzione di UML ( Uniform Modeling Language ) Nota a volte utilizzeremo delle semplificazioni Esempi spesso ometteremo il valore di ritorno dei metodi spesso ometteremo l elenco dei parametri spesso ometteremo del tutto proprietà e metodi 13 Classi e Oggetti: Metafora >> Classi Classi Sintatticamente la parola chiave che contraddistingue le proprietà e i metodi di una classe è static Esempio public class CalcolatriceStatica { private static double risultato; public static void somma (double a, double b) { CalcolatriceStatica.risultato = a + b;... 14

8 Classi e Oggetti: Metafora >> Classi Classi array di stringhe parametri per il main forniti dalla riga di comando Un metodo statico particolare il metodo main serve ad avviare l esecuzione dell applic. Esempio public class PrincipaleStatica { public static void main (String[] args) { PrincipaleStatica.eseguiOperazioni(); 15 Classi e Oggetti: Metafora >> Package Package Organizzazione dei componenti i componenti sono organizzate in package Package gruppo di componenti affini Due funzioni principali serve a completare il riferimento alle classi stabilisce legami più stretti tra i componenti di un package 16

9 Classi e Oggetti: Metafora >> Package Package Metafora il package è un condominio con un indirizzo tutti i componenti appartenenti ad uno stesso package abitano nello stesso condominio hanno lo stesso indirizzo si conoscono bene tra di loro Per mandare messaggi ad una classe bisogna specificare nome e indirizzo 17 Classi e Oggetti: Metafora >> Componenti Package 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 utente Console static BufferedReader stdin static leggiintero() static leggistringa() static leggifloat() static leggidouble() 18

10 Classi e Oggetti: Metafora >> Package Package Nome di un package può essere semplice (es: calcolatricestatica) oppure composto da più parti separate da. (es: it.unibas.utilita) Nome completo di una classe nome completamente qualificato nomepackage.nomeclasse es: calcolatricestatica.principalestatica, it.unibas.utilita.console 19 Classi e Oggetti: Metafora >> Package Package Vantaggi in questo modo possono esistere due classi distinte chiamate allo stesso modo due classi Calcolatrice in package diversi di conseguenza, per distinguerle è necessario specificare oltre al nome della classe anche il nome del package a cui ciascuna appartiene 20

11 Classi e Oggetti: Metafora >> Package Package Nota le scelte sui nomi in Java si ripercuotono sulla struttura fisica dei file Regole sulle classi una classe chiamata CalcolatriceStatica deve essere contenuta in un file CalcolatriceStatica.java attenzione a minuscole e maiuscole 21 Classi e Oggetti: Metafora >> Package Package Regole sui package i file.java delle classi di del package calcolatricestatica devono essere contenuti in una cartella del disco chiamata calcolatricestatica attenzione a maiuscole e minuscole Attenzione queste regole si ripercuotono sul processo di compilazione ed esecuzione (>>) 22

12 Classi e Oggetti: Metafora >> Public e Private Public e Private Visibilità non tutte le proprietà e tutti i metodi di un componente sono visibili all esterno il linguaggio consente di utilizzare modificatori di visibilità Modificatori di Visibilità stabiliscono a che livello è visibile una risorsa (es: proprietà, metodo o l intero componente) principali valori: public e private 23 Classi e Oggetti: Metafora >> Public e Private Public e Private public tutti gli altri componenti possono utilizzare la risorsa (inviare messaggi) private la risorsa può essere utilizzata solo all interno del codice del componente stesso è inaccessibile all esterno 24

13 Classi e Oggetti: Metafora >> Invio di Messaggi ai Componenti Invio di Messaggi ai Componenti Per inviare un messaggio ad un componente bisogna conoscerne il nome Nel caso delle classi in generale bisogna specificare il nome completamente qualificato della classe tra classi dello stesso package è possibile omettere il nome del package 25 Classi e Oggetti: Metafora >> Invio di Messaggi ai Componenti Invio di Messaggi ai Componenti Esempi: in PrincipaleStatica.java invio di un messaggio a Console: es: scelta = it.unibas.utilita.console.leggiintero() invio di un messaggio a CalcolatriceStatica es: risultato = CalcolatriceStatica.somma(a, b); 26

14 Classi e Oggetti: Metafora >> Invio di Messaggi ai Componenti Invio di Messaggi ai Componenti Tipologie di messaggi ne esistono due tipicamente i messaggi vengono inviati per richiedere l esecuzione di un metodo ma è possibile anche inviare messaggi per richiedere l accesso ad una proprietà 27 Classi e Oggetti: Metafora >> Invio di Messaggi ai Componenti Invio di Messaggi ai Componenti I forma: esecuzione di un metodo bisogna specificare nome della classe, nome del metodo, argomenti NomeClasse.nomeMetodo(argomenti); es: scelta = it.unibas.utilita.console.leggiintero() es: risultato = CalcolatriceStatica.somma(a, b); Un metodo molto utilizzato System.out.println(<stringa>); stampa sullo standard output 28

15 Classi e Oggetti: Metafora >> Invio di Messaggi ai Componenti Invio di Messaggi ai Componenti Esecuzione del metodo metodo semantica usuale dell esecuzione di sottoprogramma interruzione del metodo chiamante passaggio dei parametri (>>) esecuzione del codice del metodo chiamato ritorno ed eventuale restituzione del risultato 29 Classi e Oggetti: Metafora >> Invio di Messaggi ai Componenti Invio di Messaggi ai Componenti II forma: accesso alle proprietà un componente chiede ad un altro di utilizzare la proprietà specificata (es: modificare o conoscere il valore) es: in PrincipaleStatica CalcolatriceStatica.risultato++; CalcolatriceStatica.risultato = 0; double risultato = CalcolatriceStatica.risultato; 30

16 Classi e Oggetti: Metafora >> Invio di Messaggi ai Componenti Invio di Messaggi ai Componenti Attenzione la possibilità di inviare questo messaggio dipende dal modificatore di visibilità tipicamente le proprietà sono dichiarate private es: in CalcolatriceStatica private static double risultato; se le proprietà sono private, è possibile esclusivamente inviare messaggi che chiedono l esecuzione di metodi 31 Classi e Oggetti: Metafora >> Invio di Messaggi ai Componenti package calcolatricestatica; public class CalcolatriceStatica { private static double risultato; public static double getrisultato() { return CalcolatriceStatica.risultato; public static void somma(double a, double b) { CalcolatriceStatica.risultato = a + b; public static void sottrai(double a, double b) { CalcolatriceStatica.risultato = a - b; public static void moltiplica(double a, double b) { CalcolatriceStatica.risultato = a * b;... 32

17 Classi e Oggetti: Metafora >> Invio di Messaggi ai Componenti package calcolatricestatica; public class PrincipaleStatica { public static void main(string args[]) { PrincipaleStatica.eseguiOperazioni(); public static void eseguioperazioni() { boolean continua = true; while (continua) { double a, b, risultato = 0; int scelta = PrincipaleStatica.schermoMenu(); if (scelta == 0) { continua = false; else { System.out.print(" Inserisci gli argomenti: --> "); a = it.unibas.utilita.console.leggidouble(); b = it.unibas.utilita.console.leggidouble(); if (scelta == 1) { CalcolatriceStatica.somma(a, b); risultato = CalcolatriceStatica.getRisultato(); Classi e Oggetti: Metafora >> Invio di Messaggi ai Componenti... private static int schermomenu() { int scelta; System.out.println(" "); System.out.println(" Calcolatrice "); System.out.println(" "); System.out.println(); System.out.println(" 1. Esegui somma"); System.out.println(" 2. Esegui differenza"); System.out.println(" 3. Esegui moltiplicazione"); System.out.println(" 4. Esegui divisione"); System.out.println(); System.out.println(" 0. Esci"); System.out.println(); System.out.print(" Scelta ----> "); scelta = it.unibas.utilita.console.leggiintero(); while ((scelta < 0) (scelta > 4)) { System.out.println(" Errore. Ripeti ----> "); scelta = it.unibas.utilita.console.leggiintero(); return scelta; 34

18 Classi e Oggetti: Metafora >> Difetti della Soluzione Statica Difetti della Soluzione Statica Pregi dell applicazione vista buona organizzazione: le responsabilità dei componenti sono ben individuate semplicità: viene utilizzato il minimo numero di componenti Difetti dell applicazione difetto n.1: utilizzo di componenti globali difetto n.2: è possibile avere un unica calcolatrice 35 Classi e Oggetti: Metafora >> Difetti della Soluzione Statica Difetti della Soluzione Statica Difetto n.1 le classi sono componenti con visibilità globale qualsiasi componente può chiedere ad una classe l esecuzione di un metodo questo aumenta decisamente l accoppiamento tra i componenti es: da Console potrei cambiare lo stato della calcolatrice chiamando il metodo somma 36

19 Classi e Oggetti: Metafora >> Difetti della Soluzione Statica Difetti della Soluzione Statica In generale è preferibile limitare i componenti a visibilità globale valgono le stesse regole di base della programmazione procedurale Una soluzione migliore basata su componenti di tipo oggetto 37 Classi e Oggetti: Metafora >> Sommario Riassumendo Componenti Heap Classe Package Public e Private Invio di Messaggi ai Componenti Difetti della Soluzione Statica 38

20 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. 39