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Fondamenti di informatica Oggetti e Java Luca Cabibbo Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies.

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1 Fondamenti di informatica Oggetti e Java Luca Cabibbo Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi1 Capitolo 18 febbraio 2004

2 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi2 Classi per istanziare oggetti Una classe per istanziare oggetti è il progetto per una tipologia di oggetti istanza è una descrizione composta dalle dichiarazioni e definizioni necessarie a rappresentare le caratteristiche di tali oggetti variabili d’istanza metodi d’istanza costruttori

3 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi3 Esempio: la classe Punto La classe Punto nell’ambito di una applicazione geometrica, si vogliono rappresentare e gestire dei punti in uno spazio bidimensionale ciascun oggetto della classe Punto modella un punto in uno spazio bidimensionale /* Un oggetto Punto rappresenta un punto * in uno spazio bidimensionale. */ class Punto {... dichiarazione di variabili d'istanza definizione di costruttori definizione di metodi d'istanza... }

4 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi4 Caratterizzazione dello stato e del comportamento La classe Punto stato una coppia di coordinate (X,Y) comportamento accedi alla coordinata X del punto accedi alla coordinata Y del punto trasla il punto di (DX,DY) modalità di creazione creazione parametrica rispetto alle sue coordinate

5 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi5 Uso della classe Punto Punto p, p1, p2; // tre punti nel piano p = new Punto(0,0); // p è l'origine del piano p1 = new Punto(1,-1); // p1 è il punto di coordinate // (1,-1) p2 = new Punto(1,-1); // un altro punto di coordinate // (1,-1) System.out.println(p1.getX()); // visualizza 1.0 System.out.println(p1.getY()); // visualizza -1.0 p1.trasla(4,3); // ora p1 ha coordinate (5,2) System.out.println(p1.getX()); // visualizza 5.0 System.out.println(p1.getY()); // visualizza 2.0

6 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi6 La classe Punto... Punto «costruttori» Punto(double xx, double yy) «operazioni» double getX() double getY() void trasla(double dx, double dy) (1.0, -1.0) p1 : Punto double getX() double getY() void trasla(double dx, double dy) (0.0, 0.0) p : Punto double getX() double getY() void trasla(double dx, double dy) (1.0, -1.0) p2 : Punto double getX() double getY() void trasla(double dx, double dy)

7 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi7 Variabili d’istanza Le variabili d’istanza sono variabili che servono a rappresentare lo stato di un oggetto della classe La classe Punto le coordinate di un Punto possono essere rappresentate dalle variabili d’istanza x e y /* Un oggetto Punto rappresenta un punto * in uno spazio bidimensionale. (Prima versione.) */ class Punto { /* Coordinata x del punto. */ public double x; /* Coordinata y del punto. */ public double y; }

8 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi8 Variabili d’istanza x : double y : double Punto x = 1.0 y = -1.0 p1 : Punto x = 0.0 y = 0.0 p : Punto x = 1.0 y = -1.0 p2 : Punto

9 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi9 Accesso a variabili d’istanza Punto p1; p1 = new Punto(1,-1); System.out.println(p1.x); // visualizza 1.0 p1.y = 2; // ora p1 è il punto (1,2) x = 1.0 y = -1.0 p1 : Punto p1 Punto

10 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi10 Esempio: Distanza tra due punti /* Calcola la distanza tra gli oggetti Punto p1 e p2. */ public static double distanza(Punto p1, Punto p2) { double qd; // quadrato della distanza /* calcola il quadrato della distanza */ qd = (p1.x-p2.x)*(p1.x-p2.x) + (p1.y-p2.y)*(p1.y-p2.y); /* calcola e restituisce la distanza */ return Math.sqrt(qd); }

11 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi11 Metodi d’istanza Un metodo d’istanza è un metodo la cui esecuzione può essere richiesta inviando un messaggio a un oggetto istanza viene eseguito dall’oggetto istanza a cui è stata richiesta l’esecuzione l’oggetto che esegue un metodo d’istanza può referenziare se stesso con la parola this (questo) Metodi d’istanza per la classe Punto double getX() double getY() void trasla(double dx, double dy)

12 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi12 La classe Punto /* Un oggetto Punto rappresenta un punto * in uno spazio bidimensionale. (Seconda versione.) */ class Punto { /* Coordinata x del punto. */ public double x; /* Coordinata y del punto. */ public double y; /* Restituisce la coordinata x di questo punto. */ public double getX() { return this.x; } /* Restituisce la coordinata y di questo punto. */ public double getY() { return this.y; } /* Trasla questo punto di (dx,dy). */ public void trasla(double dx, double dy) { this.x += dx; this.y += dy; }

13 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi13 Costruttori Un costruttore consente di inizializzare lo stato di un oggetto appena creato Costruttori per la classe Punto Punto(double xx, double yy)

14 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi14 La classe Punto /* Un oggetto Punto rappresenta un punto * in uno spazio bidimensionale. (Terza versione.) */ class Punto { /* Coordinata x del punto. */ public double x; /* Coordinata y del punto. */ public double y; /* Crea un nuovo Punto di coordinate (xx,yy). */ public Punto(double xx, double yy) { this.x = xx; this.y = yy; }... metodi d'istanza... }

15 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi15 Ulteriori aspetti nella definizione di classi sempre con riferimento alla classe Punto

16 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi16 Auto-referenziazione Un oggetto può accedere alle proprie variabili d’istanza anche senza specificare il riferimento this /* Restituisce la coordinata x di questo punto. */ public double getX() { return x; }

17 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi17 Quando è necessario usare this Se una classe dichiara una variabile d’istanza var e un metodo o costruttore dichiara anche una variabile locale var, allora in quel metodo o costruttore l’espressione this.var denota la variabile d’istanza var l’espressione var denota la variabile locale var /* Crea un nuovo Punto di coordinate (x,y). */ public Punto(double x, double y) { this.x = x; this.y = y; }

18 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi18 Il metodo toString Il metodo String toString() ha il compito di calcolare una descrizione testuale di un oggetto ad esempio, Punto[x=1.0,y=-1.0] /* Calcola una descrizione testuale di questo punto. */ public String toString() { return "Punto[x=" + x + ",y=" + y + "]"; }

19 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi19 Il metodo equals Il metodo boolean equals(...) deve verificare l’uguaglianza tra due oggetti istanza della classe /* Verifica se questo punto è uguale al Punto p. */ public boolean equals(Punto p) { // pre: p!=null return (this.x==p.x) && (this.y==p.y); }

20 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi20 Sovraccarico del costruttore Un costruttore senza argomenti /* Crea un nuovo Punto di coordinate (0,0). */ public Punto() { this.x = 0; this.y = 0; } Un costruttore di copia /* Crea un nuovo Punto uguale al Punto p. */ public Punto(Punto p) { // pre: p!=null this.x = p.x; this.y = p.y; }

21 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi21 Metodi di classe Una classe per istanziare oggetti può anche definire dei metodi di classe /* Calcola la distanza tra gli oggetti Punto p1 e p2. */ public static double distanza(Punto p1, Punto p2) { double qd; // quadrato della distanza /* calcola il quadrato della distanza */ qd = (p1.x-p2.x)*(p1.x-p2.x) + (p1.y-p2.y)*(p1.y-p2.y); /* calcola e restituisce la distanza */ return Math.sqrt(qd); } invocazione di un metodo di classe pa = new Punto(1,1); pb = new Punto(4,5); dist = Punto.distanza(pa,pb); // 5.0

22 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi22 Variabili di classe Una classe per istanziare oggetti può anche dichiarare delle variabili di classe

23 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi23 Classi e oggetti x : double y : double Punto «costruttori» Punto() Punto (double x, double y) Punto(Punto p) «operazioni d’istanza» double getX() double getY() void trasla(double dx, double dy) String toString() boolean equals(Punto p) «operazioni di classe» static double distanza(Punto p1, Punto p2) «oggetto classe» Punto double distanza(Punto p1, Punto p2) x = 1.0 y = -1.0 p2 : Punto double getX() double getY() void trasla(double dx, double dy) String toString() boolean equals(Punto p) x = 1.0 y = -1.0 p1 : Punto double getX() double getY() void trasla(double dx, double dy) String toString() boolean equals(Punto p) x = 0.0 y = 0.0 p : Punto double getX() double getY() void trasla(double dx, double dy) String toString() boolean equals(Punto p)

24 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi24 Occultamento dell’informazione Le variabili d’istanza di una classe vengono normalmente dichiarate private class Punto { /* Coordinata x del punto. */ private double x; /* Coordinata y del punto. */ private double y;... } da chi può essere acceduta una variabile d’istanza privata? Occultamento dell’informazione un principio basilare della programmazione orientata agli oggetto

25 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi25 Esempio: la classe Rettangolo Si vuole definire una classe Rettangolo un oggetto Rettangolo rappresenta un rettangolo in un piano bidimensionale, ortogonale rispetto agli assi cartesiani r1 r2 x y

26 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi26 Caratterizzazione della classe Rettangolo Comportamento un rettangolo deve saper calcolare la sua base la sua altezza la sua area un rettangolo deve sapersi traslare di (DX,DY) bisogna poter calcolare l’intersezione tra due rettangoli Stato lo stato di un rettangolo deve rappresentare le sue dimensioni la sua posizione nel piano le posizioni dei suoi vertici

27 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi27 Scelta delle variabili d’istanza Sono possibili diverse scelte per le variabili d’istanza di Rettangolo la nostra scelta il punto vbs (vertice in basso a sinistra) – di tipo Punto – ad esempio, (2,1) il punto vad (vertice in alto a destra) – di tipo Punto – ad esempio, (7,4)

28 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi28 La classe Rettangolo /* Un oggetto Rettangolo rappresenta un rettangolo in * uno spazio bidimensionale, i cui lati sono entrambi * paralleli agli assi cartesiani del piano. */ class Rettangolo { /* Vertice in basso a sinistra. */ private Punto vbs; /* Vertice in alto a destra. */ private Punto vad;... }

29 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi29 Costruttori Due costruttori per la classe Rettangolo /* Crea un nuovo Rettangolo tra i punti p1 e p2. */ public Rettangolo(Punto p1, Punto p2) { // pre: p1!=null && p2!=null this.vbs = new Punto(Math.min(p1.getX(),p2.getX()), Math.min(p1.getY(),p2.getY())); this.vad = new Punto(Math.max(p1.getX(),p2.getX()), Math.max(p1.getY(),p2.getY())); } /* Crea un nuovo Rettangolo che è inizialmente uguale * al Rettangolo r. */ public Rettangolo(Rettangolo r) { // pre: r!=null this.vbs = new Punto(r.vbs); this.vad = new Punto(r.vad); }

30 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi30 Metodi Per la classe Rettangolo si vogliono definire i seguenti metodi d’istanza double base() double altezza() void trasla(double dx, double dy) boolean equals(Rettangolo r) String toString() Si vuole inoltre definire il seguente metodo di classe Rettangolo intersezione(Rettangolo r1, Rettangolo r2)

31 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi31 Metodi d’istanza /* Calcola la base di questo rettangolo. */ public double base() { return vad.getX() - vbs.getX(); } /* Calcola l'altezza di questo rettangolo. */ public double altezza() { return vad.getY() - vbs.getY(); } /* Calcola l'area di questo rettangolo. */ public double area() { return this.base()*this.altezza(); } /* Trasla questo rettangolo di dx in orizzontale * e di dy in verticale. */ public void trasla(double dx, double dy) { vbs.trasla(dx,dy); vad.trasla(dx,dy); }

32 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi32 Metodi d’istanza /* Verifica se questo rettangolo è uguale * al Rettangolo r. */ public boolean equals(Rettangolo r) { // pre: r!=null return (this.vbs.equals(r.vbs)) && (this.vad.equals(r.vad)); } /* Restituisce una descrizione di questo rettangolo. */ public String toString() { return "Rettangolo[vbs=" + vbs.toString() + ",vad=" + vad.toString() + "]"; }

33 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi33 Intersezione tra due rettangoli /* Calcola il rettangolo intersezione tra r1 e r2. * Restituisce null se l'intersezione è vuota. */ public static Rettangolo intersezione(Rettangolo r1, Rettangolo r2) { // pre: r1!=null && r2!=null Rettangolo inters; // intersezione di r1 e r2 if (r1.vbs.getX()>r2.vad.getX() || r1.vbs.getY()>r2.vad.getY() || r1.vad.getX()

34 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi34 Uso della classe Rettangolo Rettangolo r1, r2; // due rettangoli Rettangolo r12; // l'intersezione di r1 e r2 r1 = new Rettangolo(new Punto(2,4),new Punto(7,1)); System.out.println(r1); // Rettangolo[vbs=Punto[x=2.0,y=1.0],vad=Punto[x=7.0,y=4.0]] r2 = new Rettangolo(new Punto(0,0),new Punto(3,4)); r2.trasla(5,2); System.out.println(r2); // Rettangolo[vbs=Punto[x=5.0,y=2.0],vad=Punto[x=8.0,y=6.0]] r12 = Rettangolo.intersezione(r1,r2); System.out.println(r12); // Rettangolo[vbs=Punto[x=5.0,y=2.0],vad=Punto[x=7.0,y=4.0]]

35 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi35 Classi per oggetti dati Si consideri una classe Giocatore un oggetto Giocatore rappresenta il nome di un giocatore e il suo punteggio corrente un giocatore può essere creato specificando il suo nome e il suo punteggio iniziale il suo nome può essere acceduto mediante il metodo String getNome() il suo punteggio può essere acceduto mediante il metodo int getPunteggio() il suo punteggio può essere modificato mediante il metodo void setPunteggio(int p) Un oggetto dati è un oggetto i cui metodi consentono solo l’accesso o la modifica diretta delle sue variabili proprietà metodi accessori metodi modificatori

36 Luca Cabibbo – Fondamenti di informatica: Oggetti e Java Copyright © 2004 – The McGraw-Hill Companies srl Definizione di classi36 La classe Giocatore /* Un oggetto Giocatore rappresenta il nome e il punteggio * di un giocatore di un gioco a punti. */ class Giocatore { /* Il nome del giocatore. */ private String nome; /* Il punteggio corrente del giocatore. */ private int punteggio; /* Crea un nuovo Giocatore, * dati il nome e il punteggio iniziale. */ public Giocatore(String nome, int punteggio) { this.nome = nome; this.punteggio = punteggio; } /* Restituisce il nome di questo Giocatore. */ public String getNome() { return nome; } /* Restituisce il punteggio corrente di questo Giocatore. */ public int getPunteggio() { return punteggio; } /* Cambia il punteggio a questo Giocatore. */ public void setPunteggio(int p) { this.punteggio = p; }


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