Lezione 20
Programmazione a oggetti
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)
Introduzione
• Obiettivi:
– Definire classi contenenti variabili, metodi e costruttori
– Istanziare oggetti di tali classi
– Usare l’operatore “.” per accedere a variabili e metodi delle
classi
– Apprendere l’uso dei modificatori d’accesso public e private
– Creare gerarchie classi con ereditarietà
– Apprendere l’uso dei modificatori protected, final e static
– Utilizzare le enumerazioni (classi specializzate che
permettono di definire e usare insiemi di costanti)
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Ereditarietà
• Ereditarietà: permette di derivare nuove classi a partire da quelle
già definite realizzando una gerarchia di classi. Una classe
derivata (sottoclasse o classe figlia) mantiene i metodi e gli
attributi delle classi da cui deriva (classi base, superclassi o classi
padre); inoltre, può definire i propri metodi o attributi, e
ridefinire il codice di alcuni dei metodi ereditati tramite un
meccanismo chiamato overriding
• Una sottoclasse è più specializzata rispetto alla sua superclasse;
analogamente, una superclasse è più generica rispetto a una
sottoclasse
• JAVA (come C++) supporta solo l’ereditarietà singola: un figlio
può avere un solo padre → la gerarchia tra classi forma un albero
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Esempio di ereditarietà
• Si consideri il rapporto gerarchico tra la superclasse
Animale e la sottoclasse Felino:
– l’attributo genere sarà comune a tutti gli animali, il cui genere sarà
sempre maschile o femminile, al limite indefinito;
– Il metodo calcolaEta, che combina l’attributo data_nascita con la
data corrente per restituire il numero di anni dell’esemplare, sarà
definito nella superclasse, e rimarrà valido per tutte le sottoclassi
che ereditano (l’età si calcola allo stesso modo per tutti gli esseri
viventi)
– un felino avrà però dei descrittori più specifici rispetto a un generico
animale (si pensi al colore del pelo, attributo che non avrebbe senso
per un generico animale, che potrebbe essere squamato, piumato,
ecc.)
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Dichiarazione di sottoclassi
class MiaClasse
{
…
}
La dichiarazione precedente è minimale, in quanto
racchiude solo componenti strettamente richiesti. Si può
ad esempio stabilire una relazione gerarchica tra classe
padre e classe figlia tramite la sintassi:
class MiaClasse extends MiaSuperClasse
{
…
}
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La gerarchia di classi in Java
• Tutte le classi ereditano dalla superclasse Object: è la classe più
generale di tutte, e definisce comportamenti comuni a tutte le
classi.
• Le classi inferiori nella gerarchia mettono a disposizione
comportamenti più specifici e possono sovrascrivere e/o
nascondere i metodi delle classi più generali
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La gerarchia di classi in JAVA
• La superclasse Object contiene metodi generali, disponibili a
tutte le classi che ereditano (quindi a tutte le classi), tra cui:
– Object clone()
crea e restituisce una copia dell’oggetto corrente
– boolean equals(Object obj)
indica se un altro oggetto è uguale a questo
– String toString()
restituisce una rappresentazione a stringa di testo dell’oggetto
• Esempio: invocare il metodo toString() su una classe definita
dall’utente che non ne contiene una propria versione
• Esempio: ridefinire il metodo toString() in una classe definita
dall’utente
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Assegnamento tra oggetti
• L’operatore di assegnamento funziona tra oggetti della stessa
classe
• Poichè una superclasse è più generica di una sottoclasse:
–
–
è sempre possibile assegnare un oggetto di una sottoclasse a un oggetto di
una superclasse.
non è possibile (e genera errore a compile-time) assegnare un oggetto di una
superclasse a un oggetto di una sottoclasse
• Esempio
MusicSymbol a = new MusicSymbol ();
MusicSymbol b = new MusicSymbol ();
a = b; // ok
MusicNote n = new MusicNote(); // MusicNote eredita da MusicSymbol
a = n; // ok
n = a; // no!!!
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Cast delle variabili
• Tramite il cast si può specificare al compilatore che un oggetto di
classe A è della classe B più specifica
Object o = "str"; String str = (String)o;
• Possibili errori: effettuare il cast di oggetti che appartengono
–
a rami diversi della gerarchia
String o = "str"; Integer i = (Integer)o; // Errore a compile-time
–
allo stesso ramo ma cmq non sono “castabili”, il che solleva a run-time
un’eccezione ClassCastException
Number o = new Integer(5);
Double n = (Double)o; // Solleva ClassCastException
• Uso tipico: passare da un tipo più generale a uno più specifico. Ad
esempio Integer eredita da Number (tutti gli interi sono numeri
ma non viceversa: ad esempio Double, Float, Byte, Long)
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I modificatori d’accesso protected e (default)
• Protected può essere attribuito solo ai metodi e alle variabili
interne alla classe e non può essere applicato alla classe stessa
• I metodi e le variabili dichiarate come protected sono visibili da
classi dichiarate nello stesso package e da sottoclassi e classi
derivate dichiarate ovunque
• Se non viene specificato nulla, il compilatore considera un
modificatore d’accesso detto di default.
–
–
Un membro di una classe (metodo o attributo) per default sarà accessibile
solo dalle classi appartenenti al package dove è definito
Una classe appartenente ad un package definita senza il modificatore public
sarà visibile solo dalle classi appartenenti allo stesso package
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Specchietto riassuntivo
• I modificatori di accesso sono 3: private, protected e public
• In assenza di questi tre, un elemento di programma viene
considerato package-local o friend (si dice che assume la visibilità
di default)
• Le visibilità possibili sono:
Modificatore
Stessa classe
Stesso package
Sottoclasse
Ovunque
Public
sì
sì
sì
sì
Protected
sì
sì
sì
no
(default)
sì
sì
no
no
Private
no
no
no
no
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Polimorfismo e override
• Una classe che eredita può richiedere la riscrittura e la
specializzazione di metodi ereditati. Nella programmazione ad
oggetti l’override è l'operazione di riscrittura di un metodo
ereditato
• Il metodo che effettua override deve avere lo stesso nome, stesso
numero e tipo di parametri, e stesso tipo restituito rispetto a
quello originario
–
può anche restituire un sottotipo del tipo restituito (covariant return type)
• Polimorfismo (dal greco "avere molte forme"): un’interfaccia,
molte implementazioni. I metodi che vengono ridefiniti in una
sottoclasse sono detti polimorfi, in quanto lo stesso metodo si
comporta diversamente a seconda del tipo di oggetto su cui è
invocato
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Polimorfismo dei metodi: overload e override
• Dal punto di vista implementativo il polimorfismo per i metodi si
ottiene utilizzando l'overload e l'override dei metodi stessi.
• Ogni metodo è identificato dal nome, ma è univocamente
determinato anche dalla lista dei parametri. Ciò permette di
avere all'interno di una classe più metodi che hanno lo stesso
nome, ma con parametri diversi
• L'overload si basa sulla scrittura di più metodi identificati dallo
stesso nome che però hanno, in ingresso, parametri di tipo e in
numero diverso
• Con il termine override si intende una vera e propria riscrittura di
un certo metodo di una classe che si eredita. Dunque,
necessariamente, l'override implica ereditarietà
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Il modificatore final
• Final significa letteralmente «finale» o «non
mutabile»
• Tale modificatore, al pari di public e private, può
essere preposto a un metodo, a un attributo o ad una
classe:
– preposto a una variabile la rende una costante per l'istanza della
classe
– preposto a un metodo, implica che in un contesto di ereditarietà su
di esso non potrà essere eseguito l'override da parte della classe che
eredita
– una classe definita final non può essere ereditata. Questo
semanticamente significa che la classe non necessita di
specializzazioni o estensioni
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Il modificatore static
• Applicabile a metodi e attributi di una classe
• Dichiarare un metodo static lo rende di fatto comune
a tutte le istanze della classe. La chiamata del
metodo avviene senza istanziare la classe:
• Anziché [nomeOggetto].[nomeMetodo]() si
usa [nomeClasse].[nomeMetodo]()
• Dichiarare un attributo static lo rende comune a tutte
le istanze della classe
– Un attributo public static è di fatto una variabile globale
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