Oggetti, classi,ereditarieta`

Corso di Programmazione ed Algoritmi

Master di BioInformatica

Matteo BaldoniDipartimento di InformaticaUniversita` degli Studi di TorinoC.so Svizzera, 185 I-10149 Torino

baldoni@di.unito.ithttp://www.di.unito.it/~baldoni/didattica

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Chi sono? Come contattarmi?Matteo Baldoni

Dipartimento di InformaticaUniversità degli Studi di TorinoCorso Svizzera, 185I-10149 Torino (ITALY)

e-mail: baldoni@di.unito.itURL: http://www.di.unito.it/~baldoniTel.: +39 011 670 67 56Fax.: +39 011 75 16 03

Pagina del corso:http://www.di.unito.it/~baldoni/didattica/

“Sono nato a Torino nel 1968, nel febbraio1993 mi sono laureato con lode in Scienzedell’Informazione e nel febbraio 1998 sonodiventato Dottore in Ricerca in Informatica.Dal luglio 1999 sono ricercatore inInformatica presso il Dipartimento diInformatica dell’Università degli Studi diTorino.”

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Ogni oggetto haun’interfacciae ogni oggetto ha untipo

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Oggetti

Un oggetto rappresenta un dato, ed è costituito da

� stato: collezione di variabili� comportamento: collezione di operazioni (metodi)

Esempio - contatoreSTATO

int c;METODI

void iniz(int i) inizializza il contatore a ivoid incr() incrementa il contatore di 1void decr() decrementa il contatore di 1int val() restituisce il valore del

contatore

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Incapsulamento� I dati e le procedure che li manipolano sono raggruppati in

un’unica entità, l’oggetto.� Il mondo esterno ha accesso ai dati solo tramite un

insieme di operazioni (metodi) che costituisconol’interfaccia dell’oggetto. I dettagli dell’implemen-tazionesono nascosti (INFORMATION HIDING)

� Un oggetto realizza una ASTRAZIONE DEI DATI

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Contatore

void iniz(int i)void incr()void decr()int val()

INTERFACCIA IMPLEMENTAZIONE

CONTATORE

int c;void iniz(int i) {c=1;}void incr() {++c;}void decr() {--c;}int val() {return c;}

7

Invio di Messaggi� Un programma è costituito da un insieme di oggetti.� Gli oggetti sono dinamici - creati e distrutti durante

l'esecuzione del programma.� Un oggetto A, per agire su un altro oggetto B, invia un

messaggio a B chiedendogli di eseguire uno dei metodidella sua interfaccia.

� Lo scambio di messaggi è l'unico modo di comunicare traoggetti

Es.: esegui ilmetodo m1

8

Invio di Messaggi

finestra

0

esegui incr()

c

bottone 1

contatore

invia valore di c

display

bottone 2

bottone 3

9

Invio di Messaggi

� invio di messaggio = invocazione di un metodo� In Java, e altri linguaggi, si usa la notazione con il punto:oggetto.metodo(…)

3

10

cont1

cont2

int x,y;cont1.incr();cont2.decr();x = cont1.val();y = cont2.val();

x ha valore 4 e y ha valore 9

10

Invio di Messaggi

� In un linguaggio tradizionale, per eseguire una operazionesu un dato, dovremmo passare il dato come parametro:� incr(cont1) o iniz(cont1, 3)

� Nella programmazione ad oggetti, invece, l'oggetto su cui siesegue una operazione non viene passato comeparametro, perché figura già come destinatario delmessaggio (può essere considerato come un parametroimplicito)� cont1.incr() o cont1.iniz(3)

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Classi

� I più diffusi linguaggi ad oggetti sono basati sul concetto diclasse come insieme di oggetti con struttura ecomportamento simili

� La classe definisce un tipo� Istanza di una classe = oggetto della classe

Istanze

3 10

cont1 cont2

12

Classi (Java)

� Una classe realizza l'implementazione di un tipo di datoastratto.

� In Java:

class Contatore {int c;void iniz(int i) {c = i;}void incr() {++c;}void decr() {--c;}int val() {return c;}

}

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Classi (Java)

� Per realizzare information hiding si usano le paroleriservate� public - interfaccia� private - implementazione

� Per il momento trascuriamo questo aspetto

class Contatore {private int c;public void iniz(int i) {c = i;}public void incr() {++c;}public void decr() {--c;}public int val() {return c;}

}

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Variabili private (Java)

� Si noti che, se la variabile c fosse public, il metodo valsarebbe inutile: per conoscere il valore di un contatorecont basterebbe usare cont.c

� Tuttavia è buna norma di programmazione impedirel’accesso diretto alle variabili di un oggetto, dichiarandoleprivate.

class Contatore {private int c;public void iniz(int i) {c = i;}public void incr() {++c;}public void decr() {--c;}public int val() {return c;}

}

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Tipi

� Java è un linguaggio tipato: tutte le variabili hanno un tipo.� Il tipo di una variabile deve sempre essere dichiarato e può

essere:� una classe� un tipo primitivo

Contatore cont;int x,y;char ch;

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Tipi di dato primitivi (Java)

� Java fornisce diversi tipi semplici primitivi.� A differenza di altri linguaggi, la dimensione dei tipi

numerici è fissata per consentire la portabilità deiprogrammi:

� byte 8 bit� short 16 bit� int 32 bit� long 64 bit� float 32 bit� double 64 bit� char 16 bit (Unicode)� boolean

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Come si crea un’istanza

� new Contatore()

� Crea un nuovo oggetto di tipo Contatore e ne restituisce ilpuntatore (handle)

� Tutti gli oggetti sono allocati dinamicamente (quando siesegue la new) e sono manipolati attraverso una handle(puntatore) (assegnamento, passaggio di parametri)

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Gestione della memoria

� Nella maggior parte dei linguaggi di programmazione leattivazioni di procedure sono gestite con uno stack (pila)

� Quando una procedura è chiamata, si inserisce un recorddi attivazione in cima alla pila, e lo si toglie quandol'esecuzione della procedura termina

� Un record di attivazione contiene le informazioni sulcontrollo (indirizzo di ritorno) ed i dati locali

� Possibilità di chiamate ricorsive di procedure

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Gestione della memoria

Codice

STATICAdati globali

STACKrecord di attivaz.

dati locali

HEAPdati dinamici

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Recupero della memoria

� Garbage collection (Scheme, Prolog, Java)

� Il programmatore può solo allocare dati dinamici

� Una procedura di sistema, il garbage collector, sipreoccupa di recuperare tutte le aree di memoria nelloheap non più raggiungibili in modo da poterle riutilizzare

� Altri linguaggi come Pascal o C lasciano al programmatorela responsabilità di recuperare la memoria, con possibilitàdi commettere errori

21

Allocazione dinamicaContatore cont1, cont2; cont1

cont2

22

Allocazione dinamicaContatore cont1, cont2;cont1 = new Contatore();cont2 = new Contatore();cont1.iniz(3);cont2.iniz(10);

cont1

cont23

10

HEAP

23

Allocazione dinamicaContatore cont1, cont2;cont1 = new Contatore();cont2 = new Contatore();cont1.iniz(3);cont2.iniz(10);cont2 = cont1;

cont1

cont23

10

HEAP

Questo oggetto non è più accessibile.Può essere recuperato dal garbagecollector.

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Puntatori (Java)

� In Java non esistono puntatori espliciti

Contatore cont;

� Fino a quando non si esegue una new, la variabile cont nonè associata a nessun oggetto

� Viceversa in C++ si può dichiarare

sia Contatore cont1; sia Contatore *cont2;

� cont1 è associato ad un contatore creato "staticamente”,cont2 è associato ad un contatore creato dinamicamente(vedi Java)

25

Come si inizializza un oggetto

� Si può chiamare esplicitamente un metodo diinizializzazione:

Contatore cont1;

cont1 = new Contatore();

cont1.iniz(3);

� L'inizializzazione di un oggetto è una operazione moltoimportante.

� Java (e C++) forniscono la nozione di costruttore, checonsente di inizializzare automaticamente un oggetto almomento della creazione.

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Costruttori

� L'oggetto viene inizializzato al momento della creazione,invocando automaticamente il costruttore.

� L’istruzione Contatore cont1 = new Contatore(3); creaun contatore e lo inizializza a 3.

class Contatore {int c;Contatore(int i) {c = i;}void incr() {++c;}void decr() {--c;}int val() {return c;}

}

costruttore

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Overloading di metodi(e costruttori)� Overloading: metodi diversi possono avere lo stesso nome.� I metodi "overloaded" si distinguono uno dall'altro in base

alla lista dei tipi degli argomenti.

class Contatore {int c;Contatore() {c = 0;}Contatore(int i) {c = i;}void incr() {++c;}void incr(int n) {c += n;}void decr() {--c;}int val() {return c;}

}

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Il costruttore di “default” in Java� Se una classe non ha alcun

costruttore è presente un costruttoredi “default” NomeDellaClasse() (chenon esegue nessuna operazioneparticolare)

� Se una classe ha invece unqualsiasi costruttore il costruttore di“default” non viene piu` aggiunto equindi se lo si desidera deve essereesplicitamente aggiunto.

class Contatore { int c; ContatoreContatore() () {}{} void incr() {++c;} void incr(int n) {c += n;} void decr() {--c;} int val() {return c;}}

class Contatore { int c; Contatore() {} Contatore(int i) {c = i;} void incr() {++c;} void incr(int n) {c += n;} void decr() {--c;} int val() {return c;}}

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I tipi semplici non sono oggetti (Java)

� I tipi semplici, come ad es. gliinteri, non vengono allocatidinamicamente nello heap, adifferenza di altri linguaggi "puri"come Smalltalk

� Esistono classi wrapper chetrasformano tipi semplici inoggetti

Contatore cont;cont = new Contatore(3);int x = 10;

cont

x

3

HEAP

30

THIS

� Come può un oggetto mandare un messaggio a se stesso,ossia invocare un proprio metodo?

� Con la parola chiave this

class A { ... void p() {...} void m() { ... this.p(); ...}}

si può anche scrivere solo p()this viene aggiunto dal compilatore

In alcuni casi thisè indispensabile

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THIS come costruttore

� this da solo indica un costruttore della stessa classe

class Contatore {int c;Contatore(int n) {c=n;}Contatore() {this(10);}void incr() {++c;}void decr() {--c;}int val() {return c;}

}

chiama il costruttorecon un argomento(inizializza il contatorea 10)

32

Variabili e metodi di classe

� E' possibile definire variabili (o metodi) associate ad unaclasse, condivise da tutte le istanze di quella classe

� In Java sono individuate dalla parola chiave static

class Conta {static int numContatori = 0;int c;Conta(int i) {c = i;

++numContatori;}void incr() {++c;}void decr() {--c;}int val() {return c;}

}

33

Variabili e metodi di classe

� Le variabili di classe sono visibili da tutte le istanze dellaclasse.

� Sono variabili globali (per tutte le istanze di una classe).

2

classeConta

numContatori

8

5c

c

cont1

cont2

34

Variabili e metodi di classe

� Una classe può essere considerata come un oggetto (ditipo Class) che viene allocato staticamente (all'iniziodell'esecuzione del programma)

� Le variabili ed i metodi di classe (static) sono accessibiliattraverso il nome della classe

int x,y;Conta cont = new Conta(3);cont.incr();....x = cont.c;y = Conta.numContatori;

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Programmi in Java

� Un programma in Java è una collezione di classi� Una di queste deve contenere un metodo main� L'esecuzione inizia dal main

� Il metodo main deve essere statico, perché altrimentibisognerebbe creare un oggetto della classe Esempioprima di poterlo eseguire

class Esempio {public static void main(String arg[]) {

System.out.println("questo è un esempio");}

}

36

Compilazione di un programma in Java

� Si crea un file <nome_file>.java contenente una o più classiC1, C2, … e lo si compila.

> javac <nome_file>.java

� Il compilatore crea un file .class in codice intermedio(bytecode) per ogni classe contenuta nel file .java:

C1.class, C2.class, ...

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Esecuzione di unprogramma in Java

� Si chiama l'interprete su una classe che contiene il main(Es. C1)

> java C1

� L'interprete alloca questa classe e comincia ad eseguire ilmain.

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Un programma completo

class Contatore {int c;Contatore(int n) {c=n;}void incr() {++c;}void decr() {--c;}int val() {return c;}

}

class UsaCont {public static void main(String arg[]) {

Contatore cont = new Contatore(5);cont.incr();System.out.println("valore =" + cont.val());

}}

> javac <nome_file>.java> java UsaCont

39

Compilazione in Java

� Una unità di compilazione è un file .java che contiene delledefinizioni di classi.

� Al massimo una di queste classi può essere public: inquesto caso deve avere lo stesso nome del file (senza.java).

� Il compilatore produce un file .class per ogni classe nel file.

� L'interprete ha la responsabilità di caricare e interpretarequesti file.

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Riuso del software:Ereditarieta`,Composizione,Polimorfismo eBinding Dinamico

41

Ereditarietà

� Meccanismo per lo sviluppo incrementale di programmi

� Consente di estendere classi preesistenti aggiungendo omodificando componenti (variabili o metodi)

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Ereditarietà

� Data la classe di sopra vogliamo estendere la finestra aggiungendo untitolo

class Finestra { Rettangolo r; .... void disegnaCornice() {...} void disegnaContenuto() {...}}

class FinestraConTitolo extends Finestra { String titolo; void disegnaTitolo() {...}}

43

Sottoclassi

� FinestraConTitolo è unasottoclasse di Finestra.

� Una sottoclasse ereditatutte le variabili ed i metodidella sopraclasse.

44

Ereditarietà� Gli oggetti della classe Finestra sono costituiti da

� Gli oggetti della classe FinestraConTitolo sonocostituiti da

variabili Rettangolo r;metodi void disegnaCornice() {...} void disegnaContenuto() {...}

variabili Rettangolo r; String titolo;metodi void disegnaCornice() {...} void disegnaContenuto() {...}

void disegnaTitolo() {...}

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Extends (Java)

� E` la parola chiave per definire una gerarchia di classi

class ClassePadre {[…]}

class ClasseFigliaUno extends ClassePadre {[…]}class ClasseFigliaDue extends ClassePadre {[…]}

ClassePadre

ClasseFigliaUno ClasseFigliaDue

Ereditarieta`

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Extends (Java)

� Superclasse, classe base, classe padre� Sottoclasse, classe derivata, classe figlia

� Le sottoclasse hanno le funzionalita` delle propriesopraclassi piu` altre specifiche

� Specializzazione� Un elemento di una sottoclasse e` anche un elemento di

una sua sopraclasse

class B extends Ax ∈∈∈∈ B ⇒⇒⇒⇒ x ∈∈∈∈ A

A

BA

B

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Controllo statico dei tipi

� Java, come molti altri linguaggi, effettua un controllo dei tipi(type checking) statico.

� Statico: fatto dal compilatore prima di iniziare l'esecuzionedel programma.

� Dinamico: fatto dall'interprete durante l'esecuzione (aruntime)

� Il type checking statico garantisce che non ci sarannoerrori durante l'esecuzione.

48

Controllo statico dei tipi

� Type checking statico: il compilatore controlla che per unavariabile si chiami un metodo definito per la classe diquella variabile.

Finestra f;FinestraConTitolo ft;...ft.disegnaCornice(); f.disegnaCornice();ft.disegnaTitolo(); f.disegnaTitolo();

errore di compilazionef è una finestra e non ha ilmetodo disegnaTitolo

corretto

49

Tassonomie

� Spesso l'ereditarietà è utilizzata per rappresentaretassonomie (classificazioni)

50

Sottotipi

� Una sottoclasse può essere vista come l'implementazione di unsottotipo.

� L'ereditarietà realizza una relazione is-a (è un).

� Un rettangolo è un poligono.

� Un rettangolo ha tutte le operazioni di poligono (eventualmenteridefinite) più altre operazioni specifiche.

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Ereditarietà singola� Ogni sottoclasse ha una

sola sopraclasse.� Struttura ad albero.

� In Java la classe Object èla radice della gerarchia.

� Qualunque oggetto è unObject.

� I tipi primitivi non sonoObject.

52

Ereditarietà multipla

� In Java non è permessa.� Dà maggiore espressività ma crea problemi di conflitti e duplicazioni.

ApparecchioElettrico tensione potenza

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Televisore pollici

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Polimorfismo� POLIMORFISMO: proprietà di un

oggetto di avere più di un tipo, inaccordo alla relazione diereditarietà.

Esempio:� D sottoclasse di B e di A� un oggetto D è un B ed è un A� un oggetto di tipo (classe) D è

anche un oggetto di tipo (classe) Be anche un oggetto di tipo (classe)A

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Polimorfismo

A a; B b; D d;d = new D();b = new D();a = new D();a = b;

questiassegnamentisono tutti legaliperché unoggetto di tipo Dha anche tipo Be A

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Polimorfismo

� L'assegnamento x = espr è legale per il compilatore se:� A uguale a B� B sottoclasse (sottotipo) di A

dove A è il tipo di x e B è il tipo di espr

� Analogamente se x è un parametro formale di un metodo eespr è il parametro attuale (della chiamata)

� Controllo statico.

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Upcasting

� Upcasting: ci si muove da un tipo specifico ad uno piùgenerico (da un tipo ad un suo “sopratipo”).

� L’upcasting è sicuro per il type checking: dato che unasottoclasse eredita tutti i metodi delle sue sopraclassi, ognimessaggio che può essere inviato ad una sopraclasse puòanche essere inviato alla sottoclasse senza il rischio dierrori durante l'esecuzione.

A a; B b; D d;d = new D();

b = d;

a = d;

d viene visto come se fosse un oggetto di tipo B

d viene visto come se fosse un oggetto di tipo A

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Upcasting

Poligono p;Rettangolo r;...p.disegna();r.disegna();p.perimetro();r.perimetro();

corretto per ilcompilatore

58

Upcasting

Poligono p;Rettangolo r;...r.diagonale();

p.diagonale();

errore dicompilazionep è di tipo Poligonoe non ha il metododiagonale

corretto

59

Upcasting Poligono p;Rettangolo r;...p = r;r.diagonale();p.diagonale();

Il compilatore dà errore ma, se si facesse ilcontrollo a runtime, p.diagonale()sarebbe corretto perché p è legata ad unrettangolo (che possiede il metododiagonale).

Visto da p, il rettangolo è un poligono.

p

r

Rettangolo

60

Upcasting

Poligono p;Rettangolo r;p = r;r.diagonale();

p.diagonale();

errore dicompilazionep è di tipo Poligonoe non ha il metododiagonale

corretto

se si facesse il controllo a runtime,sarebbe corretto perché p è legata ad unrettangolo (che possiede il metododiagonale).

61

Overriding� Una sottoclasse può anche ridefinire (OVERRIDING) un metodo della

sopraclasse.

class Finestra { Rettangolo r; .... void disegnaCornice() {...} void disegnaContenuto() {...}}

class FinestraConTitolo extends Finestra { String titolo; void disegnaCornice() { … disegna la cornice con il titolo …}}

62

Cella (1)

class Cella { int contenuto=0; int get() {return contenuto;} void set(int n) {contenuto=n;}}

class CellaConMemoria extends Cella { int backup=0; void set(int n) {backup=contenuto; contenuto=n;} void restore() {contenuto=backup;}}

63

Ereditarietà da Object (Java)class Complex { double re,im; ...}

Complex c = new Complex(1.5, 2.4);System.out.println(c);

c viene convertito in stringa con ilmetodo toString definito in Object.Si ottiene: Complex@.........Si può ridefinite toString

class Complex { ... String toString() { return(re + " + i " + im); }}

Con la stampa si ottiene: 1.5 + i 2.4

64

Come estendere un metodo

� Spesso un metodo di una sottoclasse definito peroverriding non ridefinisce completamente il metodo con lostesso nome della sua sopraclasse, ma lo estende.

� Ad esempio, il metodo disegnaCornice dellaFinestraConTitolo estende il metodo disegnaCornice dellaFinestra, con del codice specifico per disegnare il titolo.

� Per evitare di duplicare il codice, si può far riferimento adun metodo della sopraclasse con lo stesso nome mediantela notazione super.

65

superPer ridefinire un metodo in modo incrementale:

class FinestraConTitolo extends Finestra { String titolo; void disegnaCornice() { super.disegnaCornice(); ... nuovo codice ... }}

super.disegnaCornice() chiama il metododisegnaCornice della sopraclasse (che altrimenti nonsarebbe visibile).

66

Cella (2)

class Cella { int contenuto=0; int get() {return contenuto;} void set(int n) {contenuto=n;}}

class CellaConMemoria extends Cella { int backup=0; void set(int n) {backup=contenuto; super.set(n);} void restore() {contenuto=backup;}}

67

Super come costruttore della sopraclasse� Super è utilizzata

per chiamare uncostruttore dellasopraclasse

� La chiamata dithis(… ) o super(…)deve essere la primaistruzione delcostruttore!

� Se è omessa lachiamata di uncostruttore sellasopraclasse vienesempre chiamatoper super()

class ClasseSopra { public ClasseSopra(int x) { System.out.println("Costruttore ClasseSopra: " + x); } public ClasseSopra() { this(-1); System.out.println("Costruttore ClasseSopra"); }}

class ClasseSotto extends ClasseSopra { public ClasseSotto (int x) { super(x); System.out.println("Costruttore ClasseSotto"); } public ClasseSotto() { super()super();; System.out.println("ostruttore ClasseSotto"); }}

68

UpcastingPoligono p;Rettangolo r;...p = r;p.disegna();

p.perimetro();

corretto per il compilatore,maquale metodo si esegue?

Quello di Poligono oquello di Rettangolo?

69

Binding dinamico

� Un oggetto decide quale metodo applicare a se stesso inbase alla propria posizione nella gerarchia dell’ereditarieta`

� Binding dinamico: decidere a tempo di esecuzione qualemetodo applicare

� Binding statico: decidere a tempo di compilazione qualefunzione applicare (Pascal, C, …)

Java adotta il binding dinamico

70

Binding dinamicop.perimetro();

Si esegue il metodo perimetro dell'oggetto a cui p fa riferimento inquel momento.

Poligono p = new Poligono();Rettangolo r = new Rettangolo();

p.perimetro();

p = r;

p.perimetro();

si esegue il metodoperimetro di Poligono

si esegue il metodoperimetro di Rettangolo

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Binding dinamico� In questo contesto:

� Binding: legame fra il nome di un metodo in unainvocazione e (codice del) metodo.

� obj.m(): quale metodo m viene eseguito?

� Nei linguaggi tradizionali le chiamate di procedura vengonorisolte dal compilatore.

� Nei linguaggi ad oggetti (tranne il C++) le chiamate dimetodi sono risolte dinamicamente.

� BINDING DINAMICO: la forma di un oggetto determinadinamicamente quale versione di un metodo applicare.

72

Binding dinamicoclass Finestra { Rettangolo r; .... void disegnaCornice() {...} void disegnaContenuto() {...} void rinfresca() { this.disegnaCornice(); this.disegnaContenuto(); }}

class FinestraConTitolo extends Finestra { String titolo; void disegnaCornice() { … disegna la cornice con il titolo …}}

73

Binding dinamicovoid rinfresca() { this.disegnaCornice(); this.disegnaContenuto(); }

this (che può anche essere omesso) siriferisce sempre all’oggetto corrente.

FinestraConTitolo ft;...ft.rinfresca();

chiama il metodo disegnaCornice diFinestraConTitolo

74

OverridingRicerca di un metodo per un oggetto:� la sottoclasse verifica se possiede o meno un metodo con

tale nome e con gli stessi parametri (stessa signature), sesi`, lo usa

� se no, la classe padre cerca per la classe figlia tale metodotra quelli in essa definiti (e cosi` via nella gerarchia)

� Un metodo definito in una sottoclasse e avente la stessasignature di un metodo di una delle classi antenatenasconde il metodo di quest’ultima alla sottoclasse

75

Overloading, overriding, …� Firma o

signature: nome+ lista dei tipi deiparametri

� Overloading:stesso nome madiversa lista deitipi di parametri

� Overriding:stessa firma maclassi diverse(purché nellastessagerarchia)

class ClasseA { public void metodo (int x) { System.out.println("Metodo di Classe A: " + x); } public void metodo() { System.out.println("Metodo di Classe A"); this.metodo(-1); }}

class ClasseB extends ClasseA { public void metodo (int x) { System.out.println("Metodo di Classe B esteso"); super.metodo(x); } public void metodo() { System.out.println("Metodo di Classe B esteso"); super.metodo(); }}

OVERLOADING

OVERLOADING

OVERRIDING OVERLOADING

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Overriding di metodi privati� Se invio il messaggio metodo1

ad un oggetto di tipo ClasseDuequale metodo metodo2 vieneeseguito?

� Binding dinamico?

� Dichiarare che un metodo èprivato equivale a “cambiarglinome”

� In effetti a parte ClasseUnonessuno sa o deve saperedell’esistenza di metodo2 diClasseUno

class ClasseUno { public void metodo1 () { System.out.println("Eseguito metodo 1 nella classe Uno"); this.metodo2(); } private void metodo2() { System.out.println("Eseguito metodo 2 nella classe Uno"); }}

class ClasseDue extends ClasseUno { public void metodo2 () { System.out.println("Eseguito metodo 2 nella classe Due"); }}

77

Overriding di campi

� È possibile ridefinire deicampi

MA

� Ai campi non si applica ilbinding dinamico!

class ClassePadre { public int x = 1; public int y = 2; public void getValue() { System.out.println("Valore della x: " + this.x); System.out.println("Valore della y: ” + this.y); }}

class ClasseFiglia extends ClassePadre { public String x = “3”; public int z = 4; public void getValue() { super.getValue(); System.out.println("Valore della x estesa: " + this.x); System.out.println("Valore della z: ” + this.z); }}

78

Overriding di variabili nei blocchi� È possibile definire variabili

locali ad un blocco

MA

� A differenza del C o delPascal, in un blocco internoJava non è possibile ridefinireuna variabile esterna

class ProvaVariabiliLocali{ public static void main(String[] args) { { int z = 2; } System.out.println(z); int x = 1; if (x > 0) { int y = 3; } else { int x = 2; int y = 5; } int y = 4; }}

79

Riuso del software� La programmazione ad oggetti consente di utilizzare classi

già esistenti per produrre nuovo software:

� Uso.� Un oggetto comunica con oggetti di altre classi

� Composizione.� Si definiscono nuove classi i cui oggetti sono composti di

oggetti di classi già esistenti.� Ereditarietà.

� Favorisce lo sviluppo incrementale, estendendo classi giàesistenti.

80

Composizioneclass Automobile { int lunghezza; Motore motore; Ruota[] ruote; ...}

class Motore { int cilindrata; ...}

Automobile miaAuto = new Automobile();...miaAuto.motore.cilindratamiaAuto.ruote[1].pressione

class Ruota { double pressione; int diametro; ...}

81

Ereditarietà vs composizioneAppElettr Articolo

Televisore

Televisore è un apparecchioelettrico e è un articolo.La sottoclasse eredita ilcomportamento di altre classi.

Automobile

Motore Ruote

Carrozzeria

L'automobile ha un motore, unacarrozzeria, …

L'automobile non ha ilcomportamento del motore, ...

82

Programmare con　　　　l'ereditarietà� Si consideri una figura composta

di diverse forme geometriche(linee, rettangoli, cerchi, …).

� Nella programmazionetradizionale, una procedura perdisegnare la figura dovrebbeconsiderare tutti i casi.

� Se si aggiunge la formaTRIANGOLO occorre modificarela procedura disegna.

void disegna(figura f) { for ogni forma S in f switch(S.genere) case LINEA:

disegnaLinea() case RETTANGOLO:

disegnaRettangolo() case CERCHIO:

disegnaCerchio()…}

83

Programmare con　　　　l'ereditarietà

class Figura { Forma[] s; //una figura è inplementata //come un array di Forme void disegnaFigura() { for (int i=0; i<s.length; i++) s[i].disegna(); }...

84

Programmare con　　　　l'ereditarietà

� Se si aggiunge la forma Triangolo, è sufficiente definire unanuova sottoclasse di Forma con il metodo disegna:

� La classe Figura non viene modificata.

� Il binding dinamico fa sì che, se la figura contiene untriangolo, venga chiamato il metodo per disegnare untriangolo.

class Triangolo extends Forma { ... void disegna(){...} }

85

Classi astratte

� In un programma non ci si aspetta di chiamare il metododisegna della classe Forma, né di usare oggetti di questaclasse.

� La classe Forma serve solo per avere una interfacciacomune per le varie forme specifiche.

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Classi astratte

abstract class Forma { abstract void disegna();}

class Linea extends Forma { void disegna() { ......}}

....Forma f = new Forma();

Forma f = new Linea();

f.disegna();

Errore di compilazione.Non si possono creare og-getti di una classe astratta.

Non c'è la implementa-zione del metodo

Alcuni metodi (dichiarati abstract) non sono implementati

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Es.: Poligoni� perimetro, area sono

piu` volte ridefinitenella gerarchia diclasse

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Es.: Prisma� I metodi volume,

superficieLaterale eSuperficieTotalesono polimorfi

89

Interfacce

� Una classe astratta pura costituisce una interfaccia.

� In Java può essere definita anche come interface.

interface Forma { void disegna();}

class Linea implements Forma { void disegna() { ......}}...Forma f = new Linea();f.disegna();

90

Interfacce vs. classi astratte

� Le classi astratte possono essere miste, ossia possonocontenere anche metodi non astratti.

� Con l'ereditarietà singola di Java, una classe può esseresottoclasse solo di una classe astratta.

� Le interfacce invece non sono soggette al vincolo dellastruttura gerarchica ad albero.

� Una classe può implementare più di una interfaccia(qualche analogia con ereditarietà multipla).

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Interfacce multipleinterface A { void metodoA();}

interface B { void metodoB();}

class C implements A,B { void metodoA() {System.out.println("sono A");} void metodoB() {System.out.println("sono B");}

public static void main(String[] args) { A a = new C();//l’oggetto è visto come un A B b = new C();//l’oggetto è visto come un B a.metodoA(); b.metodoB(); a.metodoB(); //errore: A non ha il metodB }}

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Classi generiche� La proprietà che tutte le classi

sono discendenti di Objectconsente di definire strutture datiche possono contenere oggettidi qualunque tipo.

� Non si può specificare il tipodegli elementi della pila:possono essere oggettiqualunque.

class Pila { ... void push(Object x) {...}; Object pop() {...};}

Pila s; Linea l; Rettangolo r;...s.push(l); s.push(r);

93

Downcasting

Supponiamo di sapere chesulla pila vengono messi solorettangoli. Come possiamoutilizzare gli oggetti estrattidalla pila?

class Pila { ... void push(Object x) {...}; Object pop() {...};}

Pila s; Rettangolo r;...s.push(new Rettangolo());

r = s.pop();Errore di compilazione.pop restituisce un Object, che èpiù generale di Rettangolo

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Downcasting

� Downcasting: ci si muove da un tipo più generale ad unopiù specifico (da un tipo ad un sottotipo)

� Se A è un sottotipo di B e se espr ha tipo B,

(A) espr ha tipo A

� L’assegnamento

A a = (A) espr è corretto per il compilatore

� (A) espr può dare errore a run time, se l’oggetto ottenutovalutando espr non ha tipo A.

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Downcastingclass Pila { ... void push(Object x) {...}; Object pop() {...};}

...Pila s; Rettangolo r;...s.push(new Rettangolo());

r = (Rettangolo) s.pop();

Accettato dal compilatore.Può dare errore a run time.Controllo a run-time.Quando si esegue questaistruzionesi controlla che l'oggettorestituitoda pop sia veramente unrettangolo.

Non e` un cast alla “C” !