© CEFRIEL Java: il linguaggio Docente: Gabriele Lombardi

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© CEFRIEL Sommario SLIDECONTENUTO Sintassi base Poco più del procedurale Interfacce e classi Strumenti per lOOP Gestione delle eccezioni In sostituzione ai controlli di codici di errore Enums e annotations Da Tiger in avanti (jdk >= 1.5) Ereditarietà e implementazione Strumenti di riutilizzo del codice.. e di astrazione Altro Zucchero sintattico Generics Per ADT type-safe.. con type-erasure

© CEFRIEL Intro: codice compilato VS interpretato Codice compilato: –veloce.. ma non portabile. Codice interpretato: –portabile.. ma lento. virtual machine (JVM): –codice compilato per una macchina inventata (bytecode); –interpretato da una virtual machine; –portabile (dove una JVM sia presente); –veloce (meno del codice compilato nativo); JIT (massimo della vita): –come precedente, ma … –… traduzione a run-time in codice nativo; –sparisce una vera e propria interpretazione; –viene eseguito codice nativo; –portabile (ove esista la JVM).. Ma veloce quanto (o più) del codice compilato per la macchina reale (perché più veloce?).

© CEFRIEL Sintassi base declarations: –stessa sintassi del C: [= valore]; int pippo, pluto = 1;float paperino = 1E-6f; –non esistono i tipi senza segno (tipo unsigned long). statements & constructs: –stessa sintassi del C; –assegnamenti: = ; senza puntatori gli L-values di un assegnamento possono essere solo variabili, attributi o indicizzazione di array. –costrutti di selezione: if(){}if(){}else{}switch(){case 1: default:}. –costrutti di iterazione: while(){}do{}while();for(;;){} –aggiunti: for (int elemento: arrayDiInteri) { /* Uso elemento. */ } operators:gli stessi del C. tipi builtin:boolean, char, short, int, long, float, double modificatori:static, transient boxing/unboxing: –per ogni tipo builtin esiste una classe di boxing, istanziata in automatico alloccorrenza e spacchettata automaticamente se serve; –esempio:int java.lang.Integer

© CEFRIEL Sintassi base dotted notation: –dato un oggetto, gli attributi (campi) ed i metodi vengono identificati come. ; –esempio:System.out.getClass().getName() reference-types VS value-types: –ogni oggetto è un tipo riferimento, quindi: assegnamento non clona ma copia il riferimento; side effects possibili se loggetto viene passato; –ogni tipo builtin è un valore, quindi: assegnamento per copia e side effects assenti. –Simulare i value-types: oggetti immutabili si evitano i side effects. semantica del passaggio dei parametri: –sempre per copia, ciò che viene copiato però può essere un riferimento, consentendo quindi la modifica delloggetto da parte del metodo. operatori particolari: –new:creazione di nuove istanze tramite costruttore: new String(123) la classe String contiene un metodo particolare capace di creare una stringa da un intero: –public String(int num) {…} –instanceof:RTTI, Run-Time Type Identification: if (myVar instanceof MyClass) controllo il tipo di myVar.

© CEFRIEL Sintassi base dichiarazioni e gestione dello stack: –nella JVM ogni elemento occupa una locazione dello stack (con il proprio valore per i value-types, con il proprio riferimento (puntatore) per i reference-types. –un record di attivazione viene creato per ogni chiamata a metodo, eventualmente crescendo e decrescendo durante lesecuzione (dichiarazioni in mezzo al codice). –blocchi possono essere dichiarati per gestire la creazione e distruzione parti di record di attivazione in mezzo a un metodo: { // inizio del blocco // dichiarazioni nuove var. nel record di att. } // fine del blocco gestione della memoria: –richiesta solo lallocazione tramite costruttori e operatore new; –garbage collector di tipo mark-and-sweep per la deallocazione. strutture dati: –array di tipi builtin e di oggetti; un array è un oggetto array di array. –classi, enum, annotazioni.

© CEFRIEL Classi descrivono delle tipologie di entità: –informazioni (attributi) che definiscono le caratteristiche di ogni istanza: esempio: class Colore { float red,green,blue; } –operazioni (metodi) per manipolarle accedendo agli attributi: esempio, mescolare un colore in un altro: class Colore {float red,green,blue; … void mescola(Colore c) { red = red*0.5+c.red*0.5; … } … } Colore c = new Colore(0,0,1); c.mescola(new Colore(1,0,0)); … nonché il loro concreto funzionamento: –contengono la desc. di come unentità si comporta (metodi astratti?); –cosa unentità è in grado di fare è meglio definirlo in uninterfaccia. possono essere utilizzate per realizzare: –value objects: mantenendo limmodificabilità degli attributi (immutables); –entities: evoluzione dello stato interno e mantenendo lidentità; –servizi: metodi che svolgono operazioni su richiesta, non su di sé; –factory: classi con lo scopo di creare istanze di altre classi (fabbriche). che ruolo fargli avere sta a noi (vedasi nel Domain Driven Design).

© CEFRIEL Interfacce descrivono solamente il contratto di messaggistica: –gerarchia di tipi.. e non di classi/oggetti: utilizzata per il controllo di tipo a run-time; –chi le implementa dichiara cosa sa fare: dichiarazione dei metodi implementati da una determinata tipologia di classi; una classe può implementare più interfacce (simile allereditarietà multipla). separano behavior da implementation: –rendono inconsapevole il client: utilizza un oggetto di natura ignota conoscendone solamente le capacità o ruolo da esso coperto; –permettono di definire punti di astrazione: non dipendendo dalla classe di implementazione, si possono definire entità operanti su tipologie astratte di entità distinte per le loro capacità.

© CEFRIEL Ereditarietà e implementazione Ereditarietà (tra classi): –solamente singola in Java (no ereditarietà multipla); –è uno strumento di riutilizzo diretto del codice; –specializzazione del funzionamento di una classe; –astrazione tramite classi astratte e polimorfismo; –definisce la relazione è un; –principio di sostituibilità di Liskov; –occhio allesempio classico rettangolo quadrato. Implementazione (di interfacce): –anche multipla e accoppiata allereditarietà; –è uno strumento di astrazione e validazione a compile-time (vedere prossimo punto); –definisce la relazione rispetta la specifica di un.

© CEFRIEL Esempio fino a qui Quali i vantaggi di questarchitettura? Gli svantaggi? Astrazioni mancanti? Realizziamolo e giochiamoci!

© CEFRIEL Enums Cosa sono? –entità esistenti in numero finito e noto a priori; –spesso definiscono opzioni di funzionamento; –possono rappresentare entità più complesse: unità di misura, costanti, comandi predefiniti, descrizioni di pacchetti, … Come funzionano: –sono dichiarati similarmente a classi; –prevedono una lista di chiamate ai propri costruttori; –vengono istanziati (teoricamente) prima dellesecuzione dellapplicazione (sperimentare); –NON possono essere istanziati esplicitamente; –permettono una sintassi ricca: specificazione di attributi e metodi; specializzazione per singolo valore.

© CEFRIEL Annotations Cosa sono? –annotazioni allegate ad entità semantiche presenti nel codice (tipi, attributi, metodi, parametri,…); –possono trasportare informazione anche strutturata in maniera complessa (un albero per tipo di annotazione); –devono essere completamente definiti a compile-time; –possono essere osservati a run-time (reflection); Come funzionano? –non funzionano, semplicemente ci sono, e offrono accesso ai dati che contengono; –chi li usa si aspetta che vengano letti da qualche altra parte del SW, o da un framework utilizzato; –chi li legge offre funzionalità dichiarative a chi li utilizza; –consentono principalmente la metaprogrammazione; –si analizzi JUnit come esempio interessante.

© CEFRIEL Gestione delle eccezioni Prima delle eccezioni: –[server]rilevato lerrore restituito codice descrittivo; –[client]controllato il codice presi dei provvedimenti; –un esempio: server: se BAD allora restituisci ERR; client: chiama server; controlla codice di errore; se ERR provvedi; chiama server; controlla codice di errore; se ERR provvedi; … Con le eccezioni: –[server]rilevato lerrore generata eccezione da gestire; –[client]svolge il proprio compito; cattura le eccezioni che gli interessano e provvede; lascia passare le altre così che qualcuno provveda. Risultato: codice più pulito e comprensibile.

© CEFRIEL Generics Problema di partenza: –strutture dati internamente non tipizzate: utilizzo di Object come void* in C: –nessun check di tipo effettuabile a compile-time; ADT semplici non (banalmente) definibili: –Non basabili correttamente sulle API standard; –impossibile propagare informazione di tipo tra strutture dati, se non utilizzando la reflection; più lenta ed error-prone; –valutata a run-time; –richiede molti controlli per offrire robustezza; non validabile a run-time: –con controlli del tipo Mi dicono che classe vogliono, ma deve essere per forza figlia di X perché il tutto funzioni.; –esplosione di errori a run-time evitabili tramite check automatico. Soluzione: offrire uno strumento di manipolazione di tipi: –funzionante (solo) a compile time (non modifica le performance); –comprendente generalizzazione e vincoli verificabili dal compilatore durante la generazione del codice.

© CEFRIEL Altro Package: –migliore granularità sulla visibilità; –organizzazione gerarchica degli aspetti/funzionalità; –ORDINE.. prima di tutto! Classi anonime (innestate, …): –permettono una immediata applicazione dellabstract method pattern (GoF, vedasi gestione eventi); –riducono il tempo di sviluppo; –MIGLIORANO la leggibilità del codice (se ben usate). Collections e iteratori: –concetti generali, entrati nella semantica.. e anche nella sintassi del linguaggio (non solo comodità). Varargs: –utili.. ma solo per semplificare la scrittura del codice.

© CEFRIEL Esempio fino a qui Per ripassare tramite esempi in Code\01_Syntax: –EsempiSintassi\BaseSyntax.java sintassi di base del linguaggio. –EsempiSintassi\Exceptions.java –EsempiSintassi\Enums.java EsempiSintassi\Enums\*.java –EsempiSintassi\Generics.java –EsempiSintassi\Annotations.java sequenza consigliata per il ripasso. –EsempioTerminali esempio di cui si sono mostrati i diagrammi UML. –EsempioGruppi soluzione (parziale?) dellesercizio seguente: Costruire un package di manipolazioni di gruppi finiti (in senso algebrico) di value-objects; –occhio a cosa il gruppo deve contenere; –modellare prima dal punto di vista astratto; –occhio alle operazioni astratte; –usare lo zucchero sintattico visto in precedenza.