Ripasso su Java

Introduzione Per risolvere problemi complessi, i linguaggi di programmazione forniscono costrutti per realizzare nuove funzioni che trasformino un insieme di argomenti di ingresso in un insieme di risultati definire nuovi tipi di dato, ovvero collezioni di dati strutturati con relative operazioni

Programmazione orientata agli oggetti In Java entrambe le funzionalita’ sono realizzate da CLASSI nuove funzioni (procedure stand-alone) sono realizzate da metodi statici nuovi tipi di dato sono realizzati tramite variabili e metodi d’istanza che definiscono lo stato interno degli oggetti e le relative operazioni

Che cosa e’ una funzione? mapping da un insieme di input in un insieme di output se consideriamo un tipo primitivo come int abbiamo delle funzioni primitive, per esempio la somma int x=4; int y=6; int w=x+y; stiamo chiamando una funzione primitiva +, che presi due parametri di tipo int resituisce la somma

Il ruolo dei metodi statici Per risolvere problemi complessi le operazioni primitive del linguaggio non possono essere sufficienti Nuove funzioni si programmano tramite opportuni metodi statici public static int fact(int x){ //REQUIRES: x>0 // EFFECTS: ritorna x! if (x==1) return 1; return x * fact(x-1);}

Che cos’e’ un tipo di dato? un insieme di dati con delle operazioni che permettono la lettura e/o modifica dei valori tipi di dato primitivi di Java, int String arrays Le operazioni relative sono quelle fornite da Java

Nuovi tipi di dato Per risolvere problemi complessi i tipi di dato primitivi non sono sufficienti Nuovi tipi di dato si programmano definendo una classe in cui ---le variabili d’istanza definiscono lo stato interno ---i metodi d’istanza ed i costruttori definiscono le operazioni

Esempio Vogliamo realizzare una classe BankAccount i cui oggetti sono dei semplici conti bancari. Vogliamo le seguenti operazioni  depositare denaro  prelevare denaro  chiedere il saldo corrente

Una possibile implementazione public class BankAccount { public double balance; //il saldo corrente // costruttore public BankAccount(double initial){ balance=initial; }

Una possibile implementazione // metodi public void deposit(double amount) { balance = balance + amount; } public void withdraw(double amount) { balance = balance - amount; } public double getBalance() { return balance; }

Di cosa ci occupperemo? Il primo modulo di LIP si e’ concentrato sulla progettazione di metodi statici e sui tipi primitivi Ci concentreremo ora sull’uso delle classi per definire nuovi tipi di dato, tramite oggetti Introdurremo un concetto fondamentale per estendere/modificare le classi: ereditarieta’

Procedure Stand-Alone: esercitazione Esercitazione di ripasso: metodi statici per arrays Introduremo un concetto nuovo: la differenza tra la specifica e l’implementazione Cominceremo a vedere a cosa serve Nel caso per ora della definizione di procedure stand alone

Specifica ed Implementazione Specifica (o interfaccia pubblica) descrive cosa una classe fa (non come!!!!) L’implementazione e’ il codice dei metodi (ovvero come il modo in cui si arriva al risultato richiesto) La specifica in Java si realizza tramite commenti informali al codice

Come e’ fatta la specifica? “scheletro” della classe formato da 1.headers dei metodi pubblici 2.commenti informali che descrivono le proprieta’ dei metodi, ovvero la relazione tra gli inputs ed i risultati ( gli input sono i parametri ma anche quelli impliciti se ci sono modifiche esterne) manca il codice del corpo dei metodi (implementazione)

In particolare I metodi statici sono corredati da commenti informali che descrivono il loro comportamento (1) precondizione (REQUIRES) (2) postcondizione (EFFECTS) (3) eventuali modifiche (MODIFIES)

Un esempio di specifica public class ProcArrays{ //OVERVIEW: la classe fornisce procedure utili per // manipolare arrays di interi OVERVIEW: riporta informazioni generali sulla classe

Metodi di Ricerca I public static int cerca(int [] a,int x){ \\EFFECTS: restituisce il numero di occorrenze \\ di x in a (eventualmente 0)} EFFECTS (post-condizione): descrive le proprietà degli outputs e le eventuali modifiche effettuate su tutti gli inputs

Metodi di Ricerca II public static int cercaord(int [] a,int x){ \\REQUIRES: a e’ ordinato in ordine crescente \\EFFECTS: restituisce il numero di occorrenze di x in a (eventualmente 0)} REQUIRES (pre-condizione) impone vincoli sull’input Possono essere implementati nello stesso modo (il metodo che funziona per quelli non ordinati funziona anche per quelli ordinati (non vice-versa) Ma sfruttando l’ordinamento si ottiene una soluzione piu’ efficiente

Metodi Modificatori public static void incr(int [] a, int x){ \\MODIFIES :a \\EFFECTS: modifica a, incrementando tutti i valori di x } MODIFIES: riporta tutti gli inputs che potrebbero essere modificati

Metodi Modificatori public static int [] append(int [] a, int [] b){ \\EFFECTS: restituisce un array che e’ la concatenazione di a e b, ESEMPIO: a=[3,2,6], b[9]====> ab=[3,2,6,9]} Se MODIFIES non e’ presente non devono essere modificati gli argomenti Attenzione al passaggio dei parametri!

Metodi di Confronto public static boolean subsequence(int [] a,int [] b){ \\EFFECTS:restituisce true se a e’ una sottosequenza \\ di b, false altrimenti} Esempio: a=[4,3] b=[4,1,8,3] SI a=[4,3] b=[3,8,4] NO tutti gli elementi di a compaiono compaiono in b nello stesso ordine relativo, (cioè se e solo se formano una sottosequenza di elementi anche non consecutivi di b, ottenuta cancellando alcune posizioni di b).

Implementazione Che dovrete fare per esercizio Codice del corpo dei metodi statici Deve soddisfare la specifica

Osservazione Diverse implementazioni possono soddisfare la stessa specifica public static int cerca(int [] a,int x){ \\EFFECTS: restituisce il numero di occorrenze \\ di x in a (eventualmente 0) int num=0; for (int i=0; i < a.length; i++) { if (a[i]==x} num++;} return num;}

Osservazione Diverse implementazioni possono soddisfare la stessa specifica public static int cerca(int [] a,int x){ \\EFFECTS: restituisce il numero di occorrenze \\ di x in a (eventualmente 0) int num=0; for (int i=a.length-1; i >=0 ; i--) { if (a[i]==x} num++;} return num; }

Diverse Implementazioni Nell’esempio precedente le due implementazioni restituiscono lo stesso risultato Diverse implementazioni corrette della stessa specifica possono anche dare risultati differenti

public static int search (int[] a, int x) // EFFECTS: se x occorre in a,ritorna un // indice in cui occorre, altrimenti -1 { if (a==null) return -1; for (int i=0; i < a.length; i++) {if (a[i]==x return i;} return -1;} { if (a==null) return -1; for (int i=a.length-1; i >= 0; i--) {if (a[i]==x return i;} return -1;}

A cosa serve la specifica? ci permette di astrarre dalla computazione descritta nel corpo della procedura (dall’implementazione) in uno stile di programmazione corretto chi usa la procedura deve vedere cosa fa (la specifica) e non come lo fa (l’implementazione)

Il punto di vista di chi usa la procedura gli utenti della procedura vedono “solo” la specifica gli utenti della procedura non possono osservare le computazioni descritte dal corpo e dedurre da questo proprietà diverse da quelle specificate dalle asserzioni –per esempio che ritorna il primo o l’ultimo indice in cui x occorre public static int search (int[] a, int x) // EFFECTS: se x occorre in a,ritorna un // indice in cui occorre, altrimenti -1

Vantaggi Se la specifica e l’implementazione sono progettati in modo opportuno, ovvero sono chiaramente separate e l’implementazione e’ invisibile a chi usa la procedura si rende l’implementazione della procedura indipendente dai moduli che la usano 1.l’implementazione per esempio puo’ essere cambiata senza modificare il codice dei moduli che la usano 2.si rendono i vari moduli di un programma il piu’ possibile indipendenti

Testing In parallelo alla classe sviluppare un programma main che fa il testing Creare degli arrays (magari prendendo valori da tastiera) Applicare i metodi e verificare i risultati (tramite stampa) Testare i casi significativi. P.e. nei metodi booleani un caso in cui vale ed uno in cui non vale