Ereditarietà e polimorfismo - LACAM

Transcript

Concetti di OOP
OOP = Object Oriented Programming
OOPS = Object Oriented Mistakes
Corso di Programmazione
CdS: Informatica e Tecnologie
per la Produzione di Software
Nicola Fanizzi
[email protected]
Introduzione: Concetti OOP

Oggetti e Classi


Information Hiding


già incontrati
accesso public e private
Ereditarietà




classi e istanziazione
estendere le classi: gerarchia
ereditarietà multipla: le interfacce
accesso protected
Polimorfismo

late-binding
Corso di Programmazione (IPSW) © 2004 S.Ferilli & N.Fanizzi - dib - UniBA
2
Ereditarietà



Possibilità di definire nuove classi utilizzando come
punto di partenza classi pre-esistenti
L'ereditarietà organizza astrazioni di oggetti
dai più generici ai più specifici
L'ereditarietà stabilisce una relazione
"è un"
Esempi:




Una mountain bike è un tipo di bicicletta
Un'utilitaria è un tipo di automobile
Un'automobile è un tipo di veicolo
Un portatile è un tipo di computer
3
Gerarchia degli Strumenti
Musicali
Strumenti Musicali
Idiofoni
Membranofoni
Aerofoni
Ad Ancia
A Canna
A Bocchino
Cordofoni
Elettrofoni
Clarinetto
Sassofono
Fagotto
4
Gerarchia
5
Strumenti Musicali

La gerarchia aiuta a comprendere le relazioni e le
somiglianze tra gli strumenti musicali


Un clarinetto “è un” tipo di strumento a fiato
Gli strumenti a fiato “sono un” tipo di aerofono
NB: La relazione è un è transitiva



Un clarinetto è un tipo di strumento a fiato
Uno strumento a fiato è un tipo di aerofono
Un clarinetto è un tipo di aerofono
Estensione: Terminologia

6
Estensione (o derivazione) di classi

definizione di una classe a partire da un’altra classe
mediante l’aggiunta e/o la specializzazione di
caratteristiche (attributi e/o comportamenti)
classe base detta anche super-classe
classe estesa detta anche derivata ovvero sotto-classe
Clarinetto
Strumento
ad ancia
Aerofono
Strumento
musicale
Estensione


In Java si utilizza la parola chiave extends
nell’intestazione della classe derivata
NB: non è constentito estendere più di una classe
public class Clarinetto
extends StrumentoAdAncia {...}

Un oggetto di una sottoclasse, quindi, ha più tipi:


per dichiarazione, è del tipo della sottoclasse
è un oggetto specializzato del tipo della superclasse
Clarinetto cl1 = new Clarinetto();
7
Classe Persona
1.
2.
3.
class Persona {
private String nome;
private String cognome;
4.
5.
6.
7.
public Persona(String nome, String cognome) {
this.nome = nome; this.cognome = cognome;
}
8.
9.
public String getNome() { return nome; }
10.
11.
public String getCognome() { return cognome; }
12.
public String toString() {
14.
return getNome() + “ ” + getCognome() + ".";
15.
}
16. } // classe Persona
13.
8
Classe Studente
1.
2.
class Studente extends Persona {
private int matricola;
3.
4.
5.
6.
8.
public Studente(String n, String c, int m) {
super(n, c);
this.matricola = m;
}
public String getMatricola() {
return matricola;}
public String toString() {
11.
return getNome() + "" + getCognome() +
", matr. " + matricola + ".";
12.
}
13. } // classe Studente
10.
9
Uso di Classi Derivate
1.
2.
Persona p1;
Studente s3;
3.
4.
5.
6.
7.
8.
p1 = new Persona("Guglielmo", "Cancelli");
System.out.println(p1.getNome());
// Guglielmo
System.out.println(p1.toString());
// Guglielmo Cancelli.
9.
10. s3
= new Studente("Marisa", "Monte", 123456);
11. System.out.println(s3.getCognome());
12.
// Monte
13. System.out.println(s3.getMatricola());
14.
// 123456
15. System.out.println(s3.toString());
16.
// Marisa Monte, matr. 123456.
10
Classi Persona e Studente
Persona
nome : String
cognome : String
p1 : Persona
Persona(String n, String c)
nome = "Guglielmo"
cognome = "Cancelli"
String getNome()
String getCognome()
String toString()
String getNome()
String getCognome()
String toString()
estende
s3 : Studente
Studente
matricola : int
Studente(String n, String c, int m)
String getMatricola()
String toString()
nome = "Marisa"
cognome = "Monte"
matricola = "123456"
String
String
String
String
getNome()
getCognome()
getmatricola()
toString()
11
Ereditarietà: Costruttori
12
Quando viene costruito un nuovo oggetto
sottoclasse, viene sempre chiamato il costruttore
per la superclasse
 L'invocazione del costruttore della superclasse
può essere:



implicita
chiamato del costruttore di default della classe base
esplicita
chiamata di super() all'inizio del costruttore della
classe derivata
Ereditarietà: Costruttori
public class B {
public B() {
System.out.println("B1");
}
public B(int i) {
System.out.println("B2");
}
} // classe B
public class C extends B {
public C() {
System.out.println("C1");
System.out.println();
}
// segue...
13
//...
public C(int a) {
}
public C(int a, int b) {
super(a + b);
B1
}
C1
public static void main
(String[] args) {
C o1 = new C();
C o2 = new C(2);
C o3 = new C(2,4);
}
// & N.Fanizzi
classe
C
Corso di Programmazione (IPSW) © 2004}S.Ferilli
- dib - UniBA
B1
C2
B2
C2
Accesso protected
 Nella definizione di gerarchie di classi,
l’uso dei soli modificatori public e
private è troppo restrittivo
 viene di solito usato il modificatore
protected

livello di restrizione dell’accesso intermedio
tra public e private
14
Accesso package


Un'istruzione package indica che le definizioni successive fanno
parte di una collezione più vasta, detta pacchetto
Classi (ed interfacce) vanno messe in un pacchetto





15
per motivi organizzativi (modularità)
per motivi di accesso
Per evitare conflitti sui nomi, Java inserisce le classi di un pacchetto
in uno spazio di nomi (name space) separato e distinto (per ogni
pacchetto).
Specifica predefinita: ai membri di una classe senza specifica di
accesso possono accedere solo i membri del pacchetto
due classi dello stesso pacchetto hanno implicitamente accesso
public e protected
Diritti di Accesso
restrizione
per i membri
this
sottoclasse
pacchetto
generale
public




protected




default




private




16
Controllo dell'Accesso 17
Esempio 1
package demo;
public class P {
private int data;
public P() {
setData(0);
}
public int getData() {
return data;
}
protected void setData
(int v) {
data = v;
}
void print() {
}
} // class P
Esempio 2
import demo.P;
public class Q extends P {
public Q() {
super();
}
public Q(int v) {
setData(v);
}
public String toString(){
int v = getData();
return String.valueOf(v);
}
public void invalid1() {
data = 12;
}
public void invalid2() {
print();
}
} // class Q
Esempio 3
package demo;
public class R {
private P p;
public R() {
p = new P();
}
public void set(int v) {
p.setData(v);
}
public int get() {
return p.getData();
}
public void use() {
p.print();
}
public void invalid() {
p.data = 12;
}
} //R
Esempio 4
import demo.P;
public class S {
private P p;
public void illegal1
(int v) {
p.setData(v);
}
public S() {
p = new P();
}
() {
p.data = 12;
}
public int get() {
return p.getData();
}
() {
p.print();
}
} // S
Attributi ed Ereditarietà
21
Un attributo/metodo di una
superclasse può essere nascosto
dalla definizione nella sottoclasse
di un attributo/metodo con lo
stesso nome
public class D {
protected int d;
public D() {
d = 0;
}
public D(int v) {
d = v;
}
public void printD() {
System.out.println("in D, d = " + d);
}
}
22
La classe F estende D e
introduce una nuova
variabile istanza d.
La definizione di d in F
nasconde la definizione
eseguita da D
public class F extends D {
int d;
public F(int v) {
d = v;
super.d = v*100;
}
public void printF() {
System.out.println("in
System.out.println("in
}
23
D,
F,
d
d
=
=
"
"
+
+
super.d);
this.d);
Operatore instanceof
1.
2.
4.
5.
Persona p;
Studente s;
p = new Persona("Antonio", "Stornaiolo");
s = new Studente("Emilio", "Solfrizzi", 543210);
System.out.println(p
8.
// true
9. System.out.println(p
10.
// false
11. System.out.println(s
12.
// true
13. System.out.println(s
14.
// true
7.
24
instanceof Persona);
instanceof Studente);
instanceof Persona);
instanceof Studente);
Ereditarietà e Tipi
public class X {
public X() {
// corpo non necessario
}
public static boolean
isX(Object v) {
return (v instanceof X);
}
25
public class Y extends X {
public Y() {
// corpo non necessario
}
public static boolean isY
(Object v) {
return (v instanceof Y);
}
// continua...
public static boolean
isObj(X v) {
return (v instanceof
Object);
}
} // X
public static void
main(String[] args) {
X x = new X();
Y y = new Y();
X z = y;
System.out.println("x
is an Object: " +
X.isObj(x));
is an X: " + X.isX
(x));
is a Y: " + Y.isY(x));
26
System.out.println("y
is an Object: " +
X.isObj(y));
is an X: " + X.isX
(y));
is a Y: " + Y.isY(y));
System.out.println("z
is an Object: " +
X.isObj(z));
is an X: " + X.isX
(z));
is
a Y:
" + Y.isY(z));
Corso di Programmazione (IPSW) © 2004 S.Ferilli
& N.Fanizzi
- dib - UniBA
Output del programma:
x
x
x
y
y
y
z
z
z
is
is
is
is
is
is
is
is
is
an Object:
an X: true
a Y: false
an Object:
an X: true
a Y: true
an Object:
an X: true
a Y: true
true
true
true
27
Finalizzazione di Classi

28
Una classe final è una classe che non può essere estesa


Gli sviluppatori potrebbero voler impedire agli utenti di estendere
certe classi
Rende più difficile l'intromissione mediante sovrascrittura
(overriding)
final public class U {
// U(): costruttore predefinito
public U() {
}
// f(): facilitatore
public void f() {
System.out.println("f() non può essere sovrascritto:
U e' finale");
}
}
Finalizzazione di Metodi

29
Un metodo final è un metodo che non può
essere sovrascritto
public class V {
public V() {
}
final public void f() {
System.out.println("il metodo finale f
() non può essere sovrascritto");
}
}
Ereditarietà e Polimorfismo
30
 Polimorfismo
letteralmente: da molte forme



un oggetto di una classe viene considerato
secondo varie sfaccettature
p. di tipo statico e
p. di tipo dinamico (late binding)
in pratica

è possibile assegnare
il riferimento a un oggetto della classe estesa
a una variabile il cui tipo è la classe base
Polimorfismo
Un'espressione di codice può invocare metodi
diversi a seconda dei tipi di oggetti manipolati
 Esempio: overloading della funzione come il
metodo min() di java.lang.Math


Il metodo invocato dipende dai tipi di argomenti
effettivi
int a, b, c;
double x, y, z;
…
c = min(a, b);
z = min(x, y);
// invoca min() su interi
// invoca min() su double
31
Polimorfismo
32
 Due tipi di polimorfismo

Polimorfismo sintattico: determinare quale
metodo invocare in fase di compilazione
Efficiente
Facile da comprendere e analizzare
Detto anche polimorfismo primitivo

Polimorfismo puro: il metodo da invocare
può essere determinato solo in fase di
esecuzione
33
PolymorphismDemo
// Esempio di polimorfismo puro
public class PolymorphismDemo {
public static void main(String[] args) {
Point[] p = new Point[4];
p[0]
p[1]
p[2]
p[3]
=
=
=
=
new
new
new
new
Colored3DPoint(4, 4, 4, Color.BLACK);
ThreeDimensionalPoint(2, 2, 2);
ColoredPoint(3, 3, Color.RED);
Point(4, 4);
for (int i = 0; i < p.length; ++i) {
String s = p[i].toString();
System.out.println("p[" + i + "]: " + s);
}
return;
}
}
Polimorfismo 34
Esempio
1.
Persona r;
2.
3.
r =
new Studente("Lino", "Torvaldi", 987654);
4.
System.out.println(r.toString());
6.
// Lino Torvaldi, matr. 987654.
7.
// E NON Lino Torvaldi.
5.
System.out.println(r.getMatricola());
10.
// NO, ERRORE (IN COMPILAZIONE)!
9.
Late Binding
public class L {
// L(): costruttore predefinito
public L() {
}
// f(): facilitatore
public void f() {
System.out.println("Uso f() di
g();
}
// g(): facilitatore
public void g() {
System.out.println("Uso g() di
}
}
L");
L");
35
Late Binding
36
public class M extends L {
// M(): costruttore predefinito
public M() { // nessun corpo necessario
}
// g(): facilitatore
public void g() {
System.out.println("Uso g() di M");
}
public static void main(String[] args) {
L l = new L();
M m = new M();
l.f();
m.f();
return;
}
}
Output
Uso f()
Uso g()
Uso f()
Uso g()
di
di
di
di
L
L
L
M
Cast
1.
2.
Persona p;
Studente s;
3.
4.
p = new Studente("Letizia",
"Arnaboldi", 000000);
5.
6.
7.
8.
s = (Studente)p;
System.out.println("matr." + s.getMatricola());
// matr. 000000
37
Classe Object

38
Ogni classe implicitamente o esplicitamente estende la classe più
generica Object, definita nel package java.lang
Metodi
 toString()
 equals()
 clone()
 getClass()
 finalize()
 hashCode()
 wait(), wait(long), wait(long,int)

come si vedrà, i metodi possono essere ridefiniti nelle classi derivate
Metodo equals 39
Esempio
1.
int x,y; // coordinate
2.
3.
4.
5.
6.
public boolean equals(Punto p) {
// pre: p!=null
return (this.x == p.x) && (this.y == p.y);
}
7.
public boolean equals(Object p) {
9.
// pre: p!=null
10.
boolean uguali;
11.
if (p instanceof Punto)
12.
uguali = this.equals((Punto) p);
13.
else
14.
uguali = false;
15.
return uguali;
16. }
8.
Classi: 40
Ereditarietà e Progettazione
 L’ereditarietà (in generale) è una tecnica
che va tenuta in considerazione nella
progettazione delle classi

prima si progetta la gerarchia delle classi
criteri per decidere se una classe può essere definita
come estensione di una classe

poi vengono implementate le classi
Classi Astratte

Una classe astratta è una classe implementata
in modo parziale



41
metodi astratti: viene specificata la loro
intestazione ma non il loro corpo
una classe astratta non può essere istanziata
Utilità delle classi astratte



definire un comportamento comune le classi derivate
dichiarare le funzionalità che devono essere
implementate da tutte le classi che la estendono
una classe senza metodi astratti è detta concreta
Classi Astratte
42
Esempio

Si supponga di voler creare una classe
GeometricObject

Metodi concreti ragionevoli comprendono
getPosition()
setPosition()
getColor()
setColor()
paint()



Per tutti tranne paint(), è possibile creare
implementazioni.
Per paint(), occorre conoscere il tipo di oggetto da
disegnare: è un quadrato, un triangolo ecc.
Il metodo paint() dovrebbe essere un metodo astratto
Classi Astratte 43
Esempio
import java.awt.*;
abstract public class GeometricObject {
Point position;
Color color;
public Point getPosition() {
return position;
}
public void setPosition(Point p) {
position = p;
}
public Color getColor() {
return color;
}
public void setColor(Color c) {
color = c;
}
}
abstract public
void paint(Graphics g);
Classe Astratta Forma
1.
2.
44
abstract class Forma {
protected String colore;
3.
public Forma(String colore) {
this.colore = colore;
}
4.
5.
6.
7.
public String colore() {
return colore;
}
8.
9.
10.
11.
12.
13.
// Ogni forma deve saper calcolare la sua area
public abstract double area();
14.
15.
}
Classe Concreta Quadrato
1.
2.
45
class Quadrato extends Forma {
protected double lato;
3.
4.
5.
6.
7.
public Quadrato(double lato, String colore) {
super(colore);
this.lato = lato;
}
8.
9.
10.
11.
public double lato() {
return lato;
}
12.
13.
14.
15.
16.
17. }
// Restituisce l'area di questo Quadrato
public double area() {
return lato*lato;
}
Classe Concreta Cerchio
1.
2.
46
class Cerchio extends Forma {
protected double raggio;
3.
4.
5.
6.
7.
public Cerchio(double raggio, String colore) {
super(colore);
this.raggio = raggio;
}
8.
9.
10.
11.
public double raggio() {
return raggio;
}
12.
13.
14.
15.
16.
17. }
// Restituisce l'area di questo Cerchio
public double area() {
return raggio*raggio*Math.PI;
}
Esempio 47
Uso delle Classi Astratte/Concrete
1.
2.
4.
5.
Quadrato q;
Forma fq;
// un quadrato
// un altro quadrato
q = new Quadrato(5, "bianco");
fq = new Quadrato(10, "rosso");
6.
7.
8.
9.
System.out.println(q.area());
System.out.println(q.colore());
System.out.println(q.lato());
// 25.0
// bianco
// 5.0
10.
11. System.out.println(fq.area());
12. System.out.println(fq.colore());
// 100.0
// rosso
13.
14. System.out.println(fq.lato());
15.
// NO, errore di compilazione!
Interfacce
48
Una interfaccia (interface) descrive un
insieme di comportamenti
 consiste nella dichiarazione di un certo numero
di metodi d’istanza e pubblici
 i metodi sono considerati implicitamente astratti
 le variabili sono considerate public, final e
static
 una classe implementa (implements) una
interfaccia se implementa tutti i metodi d’istanza
dichiarati dall’interfaccia
Interfacce
49
 Un'interfaccia è un modello che specifica
che cosa deve essere presente in una classe
che implementa l'interfaccia



Un'interfaccia non può specificare nessuna
implementazione dei metodi
Tutti i metodi di un'interfaccia sono pubblici
Tutte le variabili definite in un'interfaccia sono
public, final e static
Interfacce

50
Un'interfaccia per un oggetto colorabile
public interface Colorable {
public Color getColor();
public void setColor(Color c);
}

Ora l'interfaccia può essere utilizzata per creare
classi che implementano l'interfaccia
Interfacce
import java.awt.*;
public class ColorablePoint
extends Point
implements Colorable {
Color color;
public ColorablePoint() {
super();
setColor(Color.blue);
}
. . .
51
Esempio 52
Interfaccia Comparable
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
public interface Comparable {
/* Confronta questo oggetto con o per determinare
* in che relazione d'ordine sono.
* Restituisce:
*
- zero, se sono uguali
*
- un valore negativo,
*
se questo oggetto è minore di o
*
- un valore positivo,
*
se questo oggetto è maggiore di o. */
10.
public int compareTo(Object o);
11.
12.
}

le classi String e Integer implementano questa
interfaccia
Interfacce 53
Implementazione




// Un oggetto Numero rappresenta un numero intero,
// con un valore che può essere letto e modificato.
class Numero implements Comparable {
private int valore;




public Numero(int v) {
this.valore = v;
}




public int getValore() {
return this.valore;
}




public void setValore(int v) {
this.valore = v;
}
... segue ...
Interfacce 54
Implementazione
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
// Verifica la relazione tra numeri.
public int compareTo(Numero o) {
// pre: o!=null
int confronto;
if (this.valore==o.valore)
confronto = 0;
else if (this.valore<o.valore)
confronto = -1;
else
// this.valore>o.valore
confronto = 1;
return confronto;
}
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
// Verifica la rel. tra questo numero e l’oggetto o
public int compareTo(Object o) {
// pre: o!=null && o instanceof Numero
return compareTo((Numero) o);
}
} // classe
Interfacce e Polimorfismo
55
 Una interfaccia definisce un tipo (parziale)
che può essere implementato
polimorficamente da più classi:

il metodo void sort(Object[] a) di
Arrays ipotizza che gli elementi di a
siano tutti di uno stesso tipo
che questo tipo implementi l’interfaccia
Comparable

si può usare per ordinare un array di oggetti di
tipo Numero
Interfacce 56
Rappresentazione
«interfaccia»
Comparable
int compareTo(Object o)
implementa
Numero
valore : int
«costruttore»
Numero(int v)
«operazioni»
int getValore()
void setValore(int v)
int compareTo(Numero o)
int compareTo(Object o)

Ereditarietà e polimorfismo - LACAM

Transcript

Documenti analoghi

Configurazione Outlook express

VERTICALI: 1. Insetto portafortuna 2. Iniziali della Turner 3. Bruciato

Per il Bando 2015-2016 ed ulteriori informazioni si consulti il sito

Di grandi Manuela Arcuri, Puccini ecc. In spiaggia sfilano i décolleté

Ferilli-Micheli una bella coppia per divertirsi

Presentazione Corso - LACAM

Determina a Contrarre N.15 2016 - Scuola di Medicina

31 Dicembre 2008

bill goodson