Argomenti della lezione

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1 Argomenti della lezione
Interfacce Eccezioni IO in Java Collection Esercizio riassuntivo: un’applicazione 1: Java notes

2 Interfacce Permette al programmatore di stabilire la struttura di una classe: nomi dei metodi, argomenti e tipi restituiti (in una parola i prototipi dei metodi), ma non i corpi degli stessi. Può, inoltre, contenere variabili d’istanza (campi), ma queste sono implicitamente static e final. Un’interfaccia fornisce solo una struttura, ma non un’implementazione 1: Java notes

3 Interface Per creare un’interfaccia si usa la parola chiave interface al posto di class. Come per una classe si può dichiarare un’interaccia public (solo se definita in un file con lo stesso nome). Senza dichiarazione esplicita l’interfaccia sarà utilizzabile solo all’interno dello stesso package cui appartiene. 1: Java notes

4 Interfacce, ereditarietà e polimorfismo
Mentre in Java una classe può ereditare da una sola altra classe (sia essa normale od abstract), essa può però ereditare da più interfacce. Tutte le interfacce da cui una classe sta ereditando vanno scritte separate fra loro da virgole dopo la parola chiave implements. Si può ereditare da quante interfacce si vuole, ciascuna delle quali diviene un tipo indipendente verso il quale si può effettuare l’upcasting. Se una classe eredita sia da una classe che da una o più interfacce contemporaneamente, l’elenco di interfacce deve seguire la classe concreta (in caso contrario il compilatore da un errore). 1: Java notes

5 Esempio 1/2 Albero delle dipendenze 1: Java notes

6 Esempio 2/2 1: Java notes import java.util.*; interface Instrument {
// Compile-time constant: int i = 5; // static & final // Cannot have method definitions: void play(); // Automatically public String what(); void adjust(); } class Wind implements Instrument { public void play(){ System.out.println("Wind.play()"); } public String what() { return "Wind"; } public void adjust() {} } class Percussion implements Instrument { public void play(){ System.out.println("Percussion.play()"); } public String what() { return "Percussion"; } public void adjust() {} } class Stringed implements Instrument { public void play() { System.out.println("Stringed.play()"); } public String what() { return "Stringed"; } class Brass extends Wind { public void play() { System.out.println("Brass.play()"); } public void adjust() { System.out.println("Brass.adjust()"); } } class Woodwind extends Wind { public void play() { System.out.println("Woodwind.play()"); } public String what() { return "Woodwind"; } } public class Music { // Doesn't care about type, so new types // added to the system still work right: static void tune(Instrument i) {i.play(); } static void tuneAll(Instrument[] e) { for(int i = 0; i < e.length; i++) tune(e[i]); } public static void main(String[] args) { Instrument[] orchestra = new Instrument[5]; int i = 0; // Upcasting during addition to the array: orchestra[i++] = new Wind(); orchestra[i++] = new Percussion(); orchestra[i++] = new Stringed(); orchestra[i++] = new Brass(); orchestra[i++] = new Woodwind(); tuneAll(orchestra); } } 1: Java notes

7 Ancora sull’ereditarietà
Usando l’ereditarietà è posibile aggiungere nuovi metodi alle interfacce, così come è possibile combinare diverse interfacce fra loro in una nuova interfaccia. interface Monster { void menace(); } interface DangerousMonster extends Monster { void destroy(); } interface Lethal { void kill(); } class DragonZilla implements DangerousMonster { public void menace() {} public void destroy() {} } interface Vampire extends DangerousMonster, Lethal { void drinkBlood(); } public class HorrorShow { static void u(Monster b) { b.menace(); } static void v(DangerousMonster d) { d.menace(); d.destroy(); } public static void main(String[] args) { DragonZilla if2 = new DragonZilla(); u(if2); v(if2); } } 1: Java notes

8 Inoltre Ogni campo di un’interfaccia è automaticamente static e final, quindi l’interfaccia ben si presta alla realizzazione di gruppi di costanti come, ad esempio, accade facendo uso di un enum in C o C++. I campi di un interfaccia sono automaticmente public anche se non esplicitamente specificato. Essendo inoltre static e final, devono essere inizializzati. I valori di tali campi possono essere assegnati una volta per tutte, per mezzo di espressioni non costanti che vengono calcolate nell’istante della loro creazione. 1: Java notes

9 Esempio public interface Months { int JANUARY = 1, FEBRUARY = 2,
MARCH = 3, APRIL = 4, MAY = 5, JUNE = 6, JULY = 7, AUGUST = 8, SEPTEMBER = 9, OCTOBER = 10, NOVEMBER = 11, DECEMBER = 12; } import java.util.*; public interface RandVals { int rint = (int)(Math.random()*10); long rlong = (long)(Math.random()*10); float rfloat = (float)(Math.random()*10); double rdouble = Math.random()*10; } public class TestRandVals { public static void main(String[] args) { System.out.println(RandVals.rint); System.out.println(RandVals.rlong); System.out.println(RandVals.rfloat); System.out.println(RandVals.rdouble)} 1: Java notes

10 Eccezioni Un’eccezione è un segnale indicante il verificarsi di un’errore o di una condizione anomala nell’esecuzione del programma. Lanciare un’eccezione significa segnalarne l’occorrenza, mentre catturarla significa captare il suddetto segnale e gestire tale eccezione. L’eccezione è un’oggetto, istanza della classe (o di una sottoclasse di) java.lang.Throwable. Esistono due sue sottoclassi standard di eccezioni in Java: java.lang.Error –corrispondenti ad errori irrecuperabili (memoria della JVM esaurita, class-file corrotto). java.lang.Exception –corrispondono a errori meno gravi e possono essere catturate e gestite con del codice adeguato. 1: Java notes

11 Gestire le eccezioni: try - catch
L’istruzione try identifica un blocco di codice che può generare eccezioni in modo che queste vengano catturate. Uno o più blocchi identificati dall’istruzione catch seguono il blocco try e contengono il codice per la gestione di un particolare tipo di eccezione. L’istruzione catch ha un solo argomento, che specifica la classe a cui appartiene l’oggetto eccezione che il blocco può gestire. Quando viene lanciata un’eccezione, si interrompe l’esecuzione del codice e si cerca un blocco catch il cui argomento è un’istanza della stessa classe (o di una superclasse) dell’eccezione lanciata. Se non esiste nel metodo corrente, viene cercato nel metodo che ha invocato il metodo corrente, e cosi’ via a ritroso fino ad arrivare al metodo main(). Se non vene trovato neanche lì, l’esecuzione del programma viene terminata con un messaggio d’errore. 1: Java notes

12 Throws e throw Un metodo può lanciare un’eccezione, eventualmente creata dal programmatore, con l’istruzione throw. Tutti i metodi Java possono usare la clausola throws per gestire le eccezioni:     throws lista di sottoclassi della classe Exception che possono essere lanciate dal metodo La clausola throws è aggiunta nell'intestazione della definizione di un metodo: public static void main(String[] args) throws Exception {...} Alcune eccezioni sono verificate (checked) in compilazione e devono essere menzionate nella clausola throws di qualunque metodo che le lancia con un'istruzione throw, oppure le propaga tramite altri metodi. Le eccezioni non-verificate (unchecked) sono oggetti del tipo RunTimeException. Non è richiesto che le sotto classi della classe RunTimeException vengano menzionate nella clausola throws (da qui unchecked). 1: Java notes

13 Gestione eccezioni parenti
Attenzione: se Exception2 è una sottoclasse di Exception1, si può usare solo un blocco catch relativo a Exception1: tale blocco gestisce entrambi i tipi di eccezioni. se si vuole gestire le due eccezioni in modo differente occorre mettere prima il blocco che gestisce l’eccezione figlia Exception2 e poi quello che gestisce l’eccezione genitore Exception1. 1: Java notes

14 Blocco finally I blocchi catch possono opzionalmente essere seguiti da un blocco finally contenente codice di “pulizia” la cui esecuzione è garantita, qualunque cosa succeda nel blocco try. Appena l’esecuzione lascia il blocco try, prima di passare altrove, viene eseguito il codice contenuto nel blocco finally. Ogni blocco try deve essere seguito da (almeno) un blocco catch e/o un blocco finally. Ognuno dei blocchi deve iniziare e finire con le parentesi graffe (anche se composti da una sola istruzione) 1: Java notes

15 Esempio public void unMetodo() throws MyException { Try {
… (qui é contenuto del codice che può lanciare un’eccezione di tipo SomeException, oppure un’eccezione di tipo AnotherException) } catch(SomeException e1) … (codice che gestisce un’eccezione di tipo SomeException) catch(AnotherException e2) … (codice che gestisce un’eccezione di tipo AnotherException) finally … (codice che viene sempre eseguito, dopo essere usciti per qualsiasi motivo dal blocco try – tranne nel caso in cui viene invocato il metodo System.exit() il quale interrompe l’esecuzione dell’interprete Java) if (condizione) throw new MyException(); // questa non viene gestita direttamente dal // metodo che la sta lanciando 1: Java notes

16 IO in Java: Stream Stream: canale di comunicazione tra un programma (Java) e una sorgente (destinazione) da cui importare (verso cui esportare) dati L’informazione viene letta (scritta) serialmente, con modalità FIFO Read Only o Write Only: servono due stream per un canale bi-direzionale Bloccante Quasi tutti i metodi possono generare eccezioni Il package java.io contiene classi che implementano gli stream Lettura Scrittura Apri lo stream while (ci sono ancora dati) leggi dato chiudi lo stream scrivi dato 1: Java notes

17 Tipi di Stream Due gerarchie di classi:
Stream di caratteri: per leggere/scrivere caratteri UNICODE a 16 bit Stream di byte: per leggere/scrivere byte (tipicamente dati) 1: Java notes

18 Stream di caratteri Implementati dalle superclassi abstract Reader e Writer Reader: contiene una parziale implementazione e le API (metodi e campi) per realizzare stream che leggono caratteri Writer: contiene una parziale implementazione e le API (metodi e campi) per realizzare stream che scrivono caratteri Sottoclassi di Reader e Writer implementano stream specializzati 1: Java notes

19 Stream di caratteri/2 Classi grigie: leggono/scrivono e basta
Classi bianche: compiono anche qualche tipo di elaborazione 1: Java notes

20 Stream di byte Implementati dalle superclassi abstract InputStream e OutputStream InputStream: contiene una parziale implementazione e le API (metodi e campi) per realizzare stream che leggono byte OutputStream: contiene una parziale implementazione e le API (metodi e campi) per realizzare stream che scrivono byte Sottoclassi di InputStream e OutputStream implementano stream specializzati 1: Java notes

21 Stream di byte/2 Classi grigie: leggono/scrivono e basta
Classi bianche: compiono anche qualche tipo di elaborazione 1: Java notes

22 Estensioni degli stream - Filtri
Caratteristiche fondamentali dei filtri: Sono classi derivate da InputStream e OutputStream Si attaccano a un InputStream o OutputStream: chiamare write() su un filtro significa chiamare anche write() sull’OutputStream attaccato E’ possibile combinare in serie diversi filtri ottenendo combinazioni potenti In pratica, si usano sottoclassi di FilterOutputStream e FilterInputStream FilterOutputStream OutputStream InputStream FilterInputStream 1: Java notes

23 InputStreamReader/ InputStreamWriter
Sottoclassi di Reader/Writer Creano un ponte tra stream a byte e a carattere Costruttori: public InputStreamReader(InputStream in): accetta un oggetto InputStream e crea un oggetto InputStreamReader (e dunque Reader) public OutputStreamWriter(OutputStream out): accetta un oggetto di tipo OutputStream e crea un oggetto di tipo OutputStreamWriter (e dunque Writer) Altri costruttori permettono di specificare una codifica 1: Java notes

24 InputStreamReader/ InputStreamWriter/2
La codifica permette di associare byte e caratteri Esempio: i byte dello stream sottostante possono rappresentare caratteri codificati in formato UNICODE a 16 bit char byte InputStreamReader InputStream (codifica – Es. UN 16 bit) La situazione è analoga per un OutputStreamWriter 1: Java notes

25 BufferedReader/ BufferedWriter
Realizzano buffering per rendere più efficienti le operazioni di I/O su stream di caratteri Costruttori: public BufferedReader(Reader in) public BufferedReader(Reader in, int sz) public BufferedWriter(Writer out) public BufferedWriter(Writer out, int sz) sz: dimensione del buffer Metodo più importante: public String readLine() throws IOException: legge una linea di testo, restituendo la stringa corrispondente 1: Java notes

26 System.in/System.out I/O standard
in e out sono membri (variabili static final) della classe System in è di tipo InputStream, out di tipo OutputStream (è in realtà oggetto di classe PrintStream, una sottoclasse di OutputStream) import java.io.*; public class classeLettura { public static void main(String args[]) throws IOException { InputStream stdIn = System.in; InputStreamReader in = new InputStreamReader(stdIn); BufferedReader myReader = new BufferedReader(in); String inputLine; myReader.readLine(); System.out.println("Hai scritto "+inputLine); } 1: Java notes

27 La gestione dei file in Java
In Java esiste la classe File che è una rappresentazione astratta di file e directory La classe File possiede metodi per manipolare file e directory, ma non per leggere/scrivere La lettura/scrittura su/da un file viene effettuata attraverso l’associazione di uno stream all’oggetto di classe File Se il file non esiste, esso è effettivamente creato solo quando si apre uno stream verso di esso Costruttore principale: public File(String pathname) throws NullPointerException 1: Java notes

28 Gli stream di lettura e scrittura orientati ai byte per file
FileInputStream/FileOutputStream Sono sottoclassi di InputStream e OutputStream che aprono stream di byte da/verso file. Hanno gli stessi metodi di InputStream e OutputStream Si possono applicare i filtri (ad esempio DataInputStream e DataOutputStream) Costruttori principali: public FileInputStream(File file) throws FileNotFoundException public FileOutputStream(File file) throws FileNotFoundException 1: Java notes

29 Gli stream di lettura e scrittura orientati ai caratteri per file
FileReader/FileWriter: Sono sottoclassi di Reader e Writer che aprono stream di caratteri da/verso file Hanno gli stessi metodi di Reader e Writer Si possono applicare i filtri (ad esempio BufferedReader e BufferedWriter) Costruttori principali: public FileReader(File file) throws FileNotFoundException public FileWriter(File file) throws FileNotFoundException 1: Java notes

30 Tenere oggetti: Collection e Map
Java presenta 2 diverse librerie al fine di contenere oggetti, basate su due distinti approcci: Collection: un gruppo di elementi individuali, soggetti a particolari regole. Ad esempiouna List deve tenere oggetti in una particolare sequenza, un Set non può avere elementi duplicati. Map: un gruppo di oggetti chiave-valore. 1: Java notes

31 Tassonomia delle contenitori
1: Java notes

32 Liste, stack e code in Java
Questi dati sono rappresentati e implementati da interfacce e classi del package Java.util (in realtà strutture dati più ricche) L’interfaccia più generale è Collection Rappresenta un insieme di elementi, eventualmente replicati (multinsieme) Ammette operazioni di inserimento e cancellazione 1: Java notes

33 Tipo di dato Lista Insieme di elementi tra i quali è definito un ordinamento totale. Ammette (almeno) le operazioni seguenti: insert(elem, i): inserisce elem in posizione i-esima remove(i): elimina l’i-esimo elemento della lista Altre operazioni possibili (non tutte): findkth(i): restituisce l’i-esimo elemento isEmpty: restituisce vero se la lista è vuota 1: Java notes

34 Liste in Java E’ un’interfaccia
Rappresenta una collezione ordinata di elementi Ammette duplicati Implementazioni: classi LinkedList, ArrayList e Vector 1: Java notes

35 Classe Vector Array: Può contenere solo oggetti appartenenti allo stesso tipo di dato Dimensione fissa Pochi metodi ma maggiore efficienza Classe Vector Contiene Object. I tipi di dati primitivi devono essere convertiti mediante gli opportuni wrapper. Gestione flessibile dello spazio di memoria. Gran numero di metodi a scapito dell'efficienza 1: Java notes

36 Esempi di utilizzo delle classi Vector ed Enumeration
Vector v = new Vector(); String st = br.readLine();// br di tipo BufferedReader while (st != null) { v.addElement(st); st = br.readLine(); } Enumeration e = v.elements(); while (e.hasMoreElements()) { String s t= (String)e.nextElement();// il metodo nextElement // restituisce un oggetto di classe Object per cui occorre // usare l'operatore di cast. System.out.println(st); 1: Java notes

37 Vettore di tipi di dato primitivi
Vector v = new Vector(); String st = br.readLine();// br di tipo BufferedReader while (st != null) { int num = Integer.parseInt(st); v.addElement(new Integer(num)); st = br.readLine(); } Enumeration e = v.elements (); while (e.hasMoreElements()) { Integer I = (Integer)e.nextElement(); // I : oggetto della classe Integer int i = I.intValue(); // i : variabile del tipo primitivo int System.out.println(i); 1: Java notes

38 Tipo stack Lista nella quale inserimenti e cancellazioni avvengono solo in coda (disciplina LIFO). Operazioni: clear(): elimina tutti gli elementi dalla pila isEmpty(): verifica se la pila è vuota isFull(): verifica se la pila è piena push(el): inserisce l'elemento specificato da el in cima alla pila pop(): elimina l'elemento in cima alla pila topEl(): restituisce l'elemento in cima alla pila senza cancellarlo dalla lista 1: Java notes

39 Implementazione tramite java.util.Stack
Java fornisce una classe Stack che implementa il tipo di dato primitivo stack: Costruttore: Stack Stack(): Crea una pila vuota Metodi: boolean empty(): restituisce true se la pila è vuota Object peek(): realizza l'operazione topEl() Object pop(): rimuove e restituisce l'elemento affiorante Object push(el): inserisce l'elemento specificato in cima alla pila int search(el):restituisce la posizione di el all'interno della pila 1: Java notes