UNIVERSITA’ DEGLI STUDI ROMA TRE
DIPARTIMENTO DI FISICA “E. AMALDI”
laboratorio di calcolo II
AA 2003/04
sesta settimana
a cura di
Domizia Orestano
Dipartimento di Fisica
Stanza 159 - tel. (06 5517) 7281
www.fis.uniroma3.it/~orestano
[email protected]
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Esercitazione della settimana scorsa
• Ereditarietà e polimorfismo (shape) OK?
• Implementazione della classe dei numeri complessi
con overloading di alcuni operatori
– Non per tutti era chiaro cosa fare
– Alcuni errori negli esempi che vi ho fornito e differenze tra
lucidi e dispense
– Un problema legato al nostro compilatore con i metodi che
ritornano degli oggetti
• Nell’esercitazione di questa settimana: 1h30 per
completare i numeri complessi
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class Compl {
private:
double re; double im ;
Un esempio classico:
la classe dei numeri complessi
(con correzioni)
public:
// costruttori
Compl() ; // costruttore di default
Compl(double a) ; // costruisce un numero reale come complesso
Compl(double a, double b) ; // costruisce a+ib
Compl(Compl & c) ; // costruisce un numero complesso uguale a c
~Compl() ;
//distruttore
//metodi di tipo Set
void set_Re(double a); // pone re=a
void set_Im(double b); // pone re=a
//metodi di tipo Get
double const Real() const ; // restituisce re
double const Imm() const ; // restituisce im
//operatori unari
Compl & operator- (); // ritorna un nuovo numero complesso
//operatori binari
Compl & operator= (Compl const & c); // ritorna una reference
Compl operator+ (Compl const & c); // ritorna un nuovo complesso
} ;
3
X
X
Nell’implementazione di TwoVector:
ostream & operator << (ostream & fstream, const TwoVector
& v) {
fstream << " (" << v.x() << "," << v.y() << ") ";
return fstream;
}
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TwoVector & TwoVector::operator = (const TwoVector & p) {
dx = p.x();
dy = p.y();
return *this;
}
TwoVector TwoVector::operator - () const {
return TwoVector(-dx, -dy);
}
TwoVector TwoVector::operator + (const TwoVector & a) {
return TwoVector(dx + a.x(), dy + a.y());
}
Questi due metodi non compilano: modificarli come segue:
TwoVector TwoVector::operator - () const {
TwoVector A(-dx,-dy);
return A;
}
TwoVector TwoVector::operator + (const TwoVector & a) {
TwoVector B(dx + a.x(), dy + a.y());
return B;
}
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UML
Universal Modeling Language
Esistono delle convenzioni universali per rappresentare
•
Le classi
•
Le relazioni tra le classi
•
Le interazioni tra le classi
•
Gli use case
http://www.rational.com/uml
6
applicativi
•
Esistono dei pacchetti applicativi per
–
Costruire la struttura del programma C++ (o altro linguaggio OO) a
partire dalla rappresentazione UML
–
Ottenere la rappresentazione UML a partire dal codice del programma
C++ (o altro linguaggio OO) (Reverse Engeneering)
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Use case diagrams
• Descrivono cosa ci si
aspetta che il sistema
faccia dal punto di vista
di un osservatore esterno
(e non come)
• Gli elementi sono
– Actor: rappresenta il
ruolo svolto da una
persona o da un oggetto
– Use case: l’insieme
delle situazioni (scenari)
che si verificano quando
qualcuno interagisce col
sistema
– Communication
association: il
collegamento tra Actor
e Use case
Servono a definire i requirement e a
generare i test case
8
Esempio di use case diagram
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Class diagrams
Classe
Nome della Classe
attributo
attributo : tipo
attributo : tipo = valore_iniziale
.............
operazione
operazione (argomenti) : tipo_risultato
.............
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protezioni
Classe
#
/+$
attributo privato
attributo protetto
attributo privato derivato
attributo pubblico della classe
+
#
/+$
operazione pubblica
operazione protetta
operazione privata
operazione pubblica della classe
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Relazioni tra classi
• Ci limitiamo a quelle fondamentali:
– Relazione di associazione ed in particolare:
• Relazione di aggregazione ;
• Relazione di composizione ;
Un oggetto di una classe è in
relazione con uno o più oggetti
di un’altra
– Relazione di ereditarieta';
• Una relazione di associazione (un oggetto di una classe deve
conoscere l’esistenza dell’altro per poter operare) è
rappresentata da una linea che congiunge i diagrammi di 2
classi.
• La molteplicità minima e massima degli oggetti coinvolti è
riportata agli estremi della linea
–
–
–
–
m…n : da m a n oggetti
0…* o semplicemente * : un numero qualsiasi
n : esattamente n oggetti
n…* : almeno n oggetti
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Relazione di aggregazione
• Un oggetto di una classe ha
tra i sui attributi puntatori ad
oggetti di un'altra classe
• Gli oggetti aggregati
esistono indipendentemente
dall’oggetto aggregante
• La relazione di
aggregazione è indicata da
un rombo vuoto posto
vicino alla classe che
aggrega
• La freccia indica la direzione di “navigabilità” della
relazione quando questa è monodirezionale
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Relazione di composizione
• Un oggetto di una classe ha tra i sui attributi oggetti di un'altra classe
• L’esistenza degli oggetti componenti dipende dall’esistenza dell’oggetto
composto e non possono appartenere a più di un oggetto
• La relazione di composizione è indicata da un rombo nero posto vicino alla
classe composta
ThreeVector
-Componenti:VecComp[3]
…
+ThreeVector
…
VecComp
1
3 -element:double
…
+VecComp
…
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Relazione di ereditarietà
si indica con una freccia vuota, a punta
trangolare, che connette la classe che
eredita con la classe base
15
esempio
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Interaction diagrams
• Diagrammi dinamici che mettono in evidenza le interazioni tra
gli oggetti.
• In particolare un sequence diagram mostra in dettaglio i vari
passaggi richiesti dall’esecuzione di un’operazione
evidenziando quali messaggi vengano scambiati e in che
ordine temporale.
• Le linee verticali rappresentano istanze di oggetti (e non
classi), il tempo scorre dall’alto verso il basso, i rettangoli
sovrapposti alle linee verticali (opzionali) mostrano l’attività di
un oggetto.
• Frecce piene dirette da sinistra a destra rappresentano
messaggi sincroni, frecce vuote messaggi asincroni, frecce
vuote da destra a sinistra con linee tratteggiate rappresentano
return.
17
18
19
link interessanti
• I diagrammi di UML sono molti di più, sono stati illustrati
solo quelli di uso più frequente. Per approfondimenti:
http://www.rational.com/uml
• Tutorial online dalla pagina
http://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/SOFTWARE/OO/sit/Training/main.html
• Elenco e descrizione aggiornata di tutti i diagrammi
http://www.holub.com/goodies/uml/index.html
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Possibili argomenti di esame
•
•
•
Combinazione di Momenti Angolari in MQ
Particella in una buca di potenziale
Moto di una particella in
–
–
–
–
•
•
Capacita’ di un condensatore con dielettrico variabile
Circuiti Elettrici Lineari
–
–
–
–
–
•
•
Campo elettrico
Campo Magnetico
Campo Elettrico e Magnetico
Campo EM lentamente variabile
Resistenza
Capacita'
Induttanza
Impedenza
Generatori, ecc.
Circuiti Elettrici Logici
Trasformazioni di Lorentz - Quadrivettori
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•
•
•
•
•
•
Soluzione dell’eq. di Schrodinger
Barriera di potenziale
Oscillatore armonico (vari casi)
Elementi di Statistica
(medie e varianze, distr. della media, distr. di Gauss e di Poisson, prob.
condizionate, teorema di Bayes, Istogrammi)
Rappresentazione di strumentazione
(orologio, generatore di segnali, tester (con Rint ))
Termodinamica e Meccanica Statistica:
–
–
•
Elementi di Ottica
–
–
–
•
Teoria cinetica dei gas
Gas perfetti e gas reali
Lenti
Specchi
Reticoli
Analisi numerica
–
–
Calcolo integrale
Integrazione di equazioni differenziali
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Cosa fare
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Formare un gruppo (max 4 persone)
Scegliere un argomento
Costruire use case e scenari
Redigere un elenco di requisiti
Definire gli oggetti coinvolti e le loro relazioni
Distribuire le responsabilità
Identificare le interazioni tra gli oggetti
Esercitare il modello in una sessione CRC
Mettere a punto delle procedure di test
Iterare?
Scrivere e testare il codice
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Sessione CRC
CRC: Classi, Responsabilità, Collaborazione
capire come funziona dinamicamente il programma che si vuole realizzare
Giuoco di Ruolo:
• ciascuno dei partecipanti è un Oggetto del programma
• uno dei partecipanti è il Programma "Main
Ogni partecipante deve conoscere le caratteristiche di ciascuna Classe:
• "come è fatta"
• "quali azionì può compiere”
Durante la sessione tutto si svolge come nel corso dell'esecuzione del Programma,
in questo modo emergono casi non previsti ed eventuali problemi.
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Documentazione per l’esame (deliverables)
• Documento di requirements
• Diagrammi UML:
– Use case
– Class
– Sequence
•
•
•
•
•
Per ogni ciclo di sviluppo
Resoconto sessione CRC
Documento descrittivo delle procedure di test
Dichiarazioni delle classi (.h)
Implementazione
Risultati dei test
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