Interfacce. Interfacce come strumento di progetto Scelta delle classi di un progetto Criteri di coesione e accoppiamento Interfacce e riuso di codice.

Presentazione sul tema: "Interfacce. Interfacce come strumento di progetto Scelta delle classi di un progetto Criteri di coesione e accoppiamento Interfacce e riuso di codice."— Transcript della presentazione:

1 Interfacce

2 Interfacce come strumento di progetto Scelta delle classi di un progetto Criteri di coesione e accoppiamento Interfacce e riuso di codice

3 Organizzazione di una classe public class ClassTemplate { // costanti pubbliche // costruttori pubblici // metodi accessors pubblici // metodi mutators pubblici // campi privati // classi interne e metodi ausiliari privati } Continua…

4 Organizzazione di una classe Visibilità dei campi: evitare campi pubblici Quando necessario, definite metodi per accedere e modificare i campi Completezza dellinterfaccia pubblica Assicuratevi che linterfaccia pubblica fornisca le funzionalità necessarie per un utilizzo naturale ed efficace delle istanze Documentate il codice Non solo commenti (vedremo …)

5 Classi di un progetto Una classe dovrebbe rappresentare un concetto singolo, oppure un insieme di valori ben caratterizzato (un tipo) Concetti/tipi in matematica: Point, Rectangle,..., Set, List,... Concetti/tipi nella vita reale BankAccount, CashRegister,... Continua…

6 Classi di un progetto Una classe può anche identificare un insieme di attori oggetti che offrono un insieme di funzionalità Scanner, RandomNumberGenerator Una classe può anche agire da contenitore di metodi e campi static (quindi una classe senza istanze) Math inizializzatore della computazione (mediante il main )

7 Coesione Una classe dovrebbe rappresentare un solo concetto Linterfaccia pubblica di una classe è coesa se tutte le sue componenti sono relative al concetto che la classe rappresenta Continua…

8 Coesione Questo è un esempio di classe non coesa … Perché? public class CashRegister { public void enterPayment(int dollars, int quarters, int dimes, int nickels, int pennies)... public static final double NICKEL_VALUE = 0.05; public static final double DIME_VALUE = 0.1; public static final double QUARTER_VALUE = 0.25;... } Continua…

9 Coesione CashRegister coinvolge due concetti: Registratore di cassa, monete Soluzione alternativa: due classi public class Coin { public Coin(double aValue, String aName){... } public String getName(){... }... } public class CashRegister { public void enterPayment(Coin... coins) {... }... } vararg

10 Accoppiamento ( Coupling ) Una classe dipende da unaltra classe se utilizza oggetti di quella classe CashRegister dipende da Coin per il calcolo della somma del pagamento Coin non dipende CashRegister Continua…

11 UML Per visualizzare le relazioni tra classi utilizziamo diagrammi UML: Unified Modeling Language. Notazione standard per lanalisi ed il progetto di applicazioni software

12 Gradi di accoppiamento Alto grado di accoppiamento implica molte dipendenze tra classi Basso grado di accoppiamenento facilita manutenibilità in caso di modifica delle componenti (della loro interfaccia esterna) Continua…

13 Gradi di accoppiamento Vedremo tecniche per bilanciare correttamente il grado di accoppiamento

14 Interfacce Limpiego di tipi interfaccia nel progetto di una applicazione rende il codice flessibile e robusto favorisce il riuso di codice permette di controllare il grado di accoppiamento tra le componenti del progetto Esempio: definiamo una classe DataSet che permette di condurre alcune semplici analisi su un insieme di dati numerici calcolo della media calcolo del valore massimo Continua…

15 DataSet public class DataSet { public void add(double x) { sum = sum + x; if (count == 0 || maximum < x) maximum = x; count++; } public double getMaximum() { return (count>0)? maximum : Double.NaN; } public double average() { return (count>0)? sum/count : Double.NaN; } private double sum; private double maximum; private int count; }

16 Interfacce Ora supponiamo di voler condurre le stesse analisi su un insieme di conti bancari per tracciare la media degli importi del saldo calcolare il conto con il saldo massimo. monete per calcolare l taglio medio delle monete determinare il taglio massimo La struttura della classe è sempre la stessa, ma il codice cambia … Continua…

17 DataSet – versione per BankAccount public class DataSet { public void add(BankAccount x) { sum = sum + x.getBalance(); if (count == 0 || maximum.getBalance() < x.getBalance()) maximum = x; count++; } public BankAccount getMaximum() { return maximum; } public double average() {return (count>0)? sum/count : Double.NaN; } private double sum; private BankAccount maximum; private int count; }

18 DataSet – versione per Coin public class DataSet { public void add(Coin x) { sum = sum + x.getValue(); if (count == 0 || maximum.getValue() < x.getValue()) maximum = x; count++; } public Coin getMaximum() { return maximum; } public double average() {return (count>0)? sum/count : Double.NaN; } private double sum; private Coin maximum; private int count; }

19 Interfacce riuso di codice Il meccanismo di analisi dei dati è sempre lo stesso; la differenza è solo nel metodo che estrae i valori E se le diverse classi si uniformassero nelluso di uno stesso metodo, getMeasure() per fornire la misura? In quel caso potremmo definire una sola versione di DataSet con un metodo add() come il seguente Continua… sum = sum + x.getMeasure(); if (count == 0 || maximum.getMeasure() < x.getMeasure()) maximum = x; count++; Continua…

20 Interfacce riuso di codice Quale è il tipo della variabile x a questo punto? Idea: il tipo di una qualunque classe che fornisca un metodo getMeasure In Java usiamo tipi interfaccia Una dichiarazione di interfaccia include tutti i metodi (le loro firme) che intendiamo attribuire al tipo interfaccia corrispondente public interface Measurable { double getMeasure(); }

21 DataSet – versione generica public class DataSet { public void add(Measurable x) { sum = sum + x.getMeasure(); if (count == 0 || maximum.getMeasure() < x.getMeasure()) maximum = x; count++; } public Measurable getMaximum() { return maximum; } public double average() { return sum/count; } private double sum; private Measurable maximum; private int count; }

22 Classi vs. Interfacce Un tipo interfaccia è simile ad un tipo classe, ma ci sono molte differenze importanti: I metodi (tutti) dellinterfaccia sono astratti Linterfaccia non definisce una implementazione Tutti i metodi di una interfaccia sono automaticamente pubblici Una interfaccia non ha campi (mentre può avere campi statici, ovvero costanti)

23 Classi implementano Interfacce La keyword implements indica che una classe implementa una interfaccia Una classe può implementare più interfacce La classe deve implementare tutti i metodi di tutte le interfacce che implementa tutti questi metodi devono essere public nella classe public class BankAccount implements Measurable { public double getMeasure() { return balance; } // altri metodi, campi e quantaltro... } Continua…

24 Classi implementano Interfacce Measurable Coins public class Coin implements Measurable { public double getMeasure() { return value; } //... }

25 Diagrammi UML Notazione: Le interfacce sono rappresentate utilizzando la tag «interface» associata al nome oppure indicando il nome in corsivo La relazione tra una interfaccia ed una classe che la implementa è rappresentata da una freccia tratteggiaga (dalla classe allinterfaccia) Notazione simile alla dipendenza: cambia la punta della freccia Continua…

26 Diagramma UML per lesempio dipende implementa

27 Diagrammi UML Limpiego di interfacce riduce il numero di classi ed il grado di accoppiamento tra le classi Notate infatti che DataSet è disaccoppiata da BankAccount e Coin Possiamo liberamente modificare le classi basta che implementino correttamente linterfaccia

28 Sintassi: definizione di interfaccia public interface InterfaceName { // firme e contratti per i metodi } Esempio: public interface Measurable { double getMeasure(); } Scopo: Definire le firme ed i contratti per i metodi di un tipo interfaccia. Tutti i metodi sono automaticamente pubblici.

29 Sintassi: dichiarazione di classe public class ClassName implements InterfaceName, InterfaceName,... { //... } Esempio: public class BankAccount implements Measurable { //... public double getMeasure() { // Method implementation } Scopo: Fornire una implementazione per il tipo interfaccia

30 File DataSetTester.java 01: /** 02: This program tests the DataSet class. 03: */ 04: public class DataSetTester 05: { 06: public static void main(String[] args) 07: { 08: DataSet bankData = new DataSet(); 09: 10: bankData.add(new BankAccount(0)); 11: bankData.add(new BankAccount(10000)); 12: bankData.add(new BankAccount(2000)); 13: 14: System.out.println("Average balance = " 15: + bankData.getAverage()); 16: Measurable max = bankData.getMaximum(); 17: System.out.println("Highest balance = " 18: + max.getMeasure()); Continua…

31 File DataSetTester.java 19: 20: DataSet coinData = new DataSet(); 21: 22: coinData.add(new Coin(0.25, "quarter")); 23: coinData.add(new Coin(0.1, "dime")); 24: coinData.add(new Coin(0.05, "nickel")); 25: 26: System.out.println("Average coin value = " 27: + coinData.getAverage()); 28: max = coinData.getMaximum(); 29: System.out.println("Highest coin value = " 30: + max.getMeasure()); 31: } 32: } Continua…

32 File DataSetTester.java Average balance = 4000.0 Highest balance = 10000.0 Average coin value = 0.13333333333333333 Highest coin value = 0.25 Output:

33 Domande Vogliamo utilizzare la classe DataSet per trovare listanza di una classe Country con la popolazione maggiore in un insieme. Quali condizioni deve soddisfare la classe Country ? Cosa cè di sbagliato nel seguente codice? public void add(Object x) { sum = sum + x.getMeasure(); if (count == 0 || maximum.getMeasure() < x.getMeasure()) maximum = x; count++; }

34 Risposte Deve implementare linterfaccia Measurable ed il suo metodo getMeasure() deve restituire il valore della popolazione La classe Object non ha un metodo getMeasure(), che viene invocato allinterno del metodo add()

35 Polimorfismo – dynamic dispatch Dynamic dispatch : Il metodo da invocare per rispondere ad un messaggio è deciso a tempo di esecuzione

36 Dynamic dispatch in GWin class GWin {... private ArrayList shapes;... public void paint() { // disegna tutte le componenti della GWin // il metodo invocato effettivamente da ogni // messaggio s.draw(g) dipende dalla classe // di cui s è istanza ed è deciso a runtime for (Shape s:shapes) s.draw(g); }.... }

37 Dynamic dispatch vs overloading Dynamic dispatch : Il metodo da invocare per rispondere ad un messaggio è deciso a tempo di esecuzione Notiamo bene Il metodo da invocare è deciso a runtime il compilatore decide se esiste un metodo da invocare Overloading: Nel caso esista più di un metodo, il compilatore decide staticamente il tipo del metodo da invocare

38 Dynamic dispatch vs overloading interface I { public String m(boolean b); public String m(double d); } class A implements I { public String m(boolean b) { return A.m(boolean); } public String m(double d) { return A.m(double); } } class B implements I { public String m(boolean b) { return B.m(boolean); } public String m(double d) { return B.m(double); } }

39 Dynamic dispatch vs overloading class Client { public void static show(I x) { // tipo del metodo invocato = m(boolean) // deciso dal compilatore staticamente // metodo invocato deciso dinamicamente // in funzione del tipo dellargomento // passato per x System.out.println( x.m(false) ); }

40 Domanda Che cosa hanno in comune i meccanismi di overloading e di dynamic dispatch? In cosa sono diversi?

41 Entrambi i meccanismi contribuiscono a decidono quale metodo eseguire in risposta ad un messaggio, ma Nelloverloading scelta è relativa al tipo del metodo, ed è fatta in compilazione guardando il tipo dei parametri Nel dynamic dispatch la scelta è relativa al corpo del metodo, ed è fatta in esecuzione guardando il tipo delloggetto che riceve il messaggio Risposta