LEZIONE DI SILVANO NATALIZI DEL 23 NOVEMBRE 2008

PER LA CLASSE IVA LICEO TECNICO

Ereditarietà e polimorfismo

Albero di ereditarietà per un programma di simulazione di animali

1 quali sono gli attributi e i comportamenti comuni?

Ci è chiesto di disegnare un programma di simulazione che permetta agli utenti di giocare con tanti animali differenti nel loro ambiente per vedere che cosa succede.

Vogliamo anche che altri programmatori possano aggiungere in ogni momento altri tipi di animali al programma

Che cosa hanno i sei tipi di animali, cane, gatto, volpe, ippopotamo, leone, tigre, in comune ?

Quale è la relazione tra questi sei tipi ?Ogni animale sarà rappresentato da un oggettoQuesti oggetti si muoveranno in un ambiente,

facendo tutto quello che è permesso dalla programmazione di ciascun tipo.

Caratteristiche comuni

Variabili d’istanza: Immagine Cibo (carne, erba) Fame Confini ambiente Posizione (dell’animale)

Metodi fareRumore() - il parlare degli animali mangiare() dormire() muoversi()

2) Disegnare una classe che rappresenti lo stato e il comportamento comune

Disegniamo una super classe AnimaleInseriamoci tutte le variabili e i metodi di cui

tutti gli animali possano avere bisogno

3) Decidere se una classe necessita di comportamenti specifici

Non tutti gli animali mangiano e parlano al medesimo modo

Per cui decidiamo di (override) sovrascrivere i metodi mangiare() e fareRumore() nelle singole sottoclassi

4) cerchiamo altre opportunità di usare l’astrazione per trovare altri elementi

comuni

Guardiamo alle sottoclassi e troviamo che la volpe e il cane hanno comportamenti comuni; lo stesso dicasi per il leone, la tigre e il gatto. I primi appartengono alla razza canina gli altri a quella felina

Possiamo usare le famiglie biologiche per organizzare le classi degli animali e in questo caso creiamo una classe Canina super classe di Volpe e Cane; e creiamo una classe Felina super classe di Gatto Tigre Leone

5) Completiamo la gerarchia delle classi

Decidiamo che la classe Canina ha in comune il metodo muoversi() e che anche la classe Felina ha in comune un proprio metodo muoversi().

Quale metodo è chiamato ?

La classe Volpe ha 4 metodi; dormire() ereditato da Animale; muoversi() ereditato da Canina fareRumore() e mangiare() sovrascritti

Quando si crea un oggetto volpe e lo si assegna ad una variabile, si usa l’operatore punto . Per invocare l’esecuzione dei 4 metodi. Ma quale versione di questi metodi viene chiamata ?

Il più basso vince !

Volpe v=new Volpe(); v.fareRumore(); v.muoversi() v.mangiare(); v.dormire();

Il criterio is-a, has-a

Quando una classe eredita da un’altra diciamo che extends la super classe.

Quando vogliamo sapere se una cosa possa estenderne un’altra, applichiamo il criterio di test is-a ossia è un

Un triangolo è una forma Un gatto è un felino

Un lavandino estende un gabinetto ?

Applichiamo il test is-a, un lavandino è un bagno ? Decisamente NO!

Rovesciamo il test, un bagno è un lavandino ? NO!

Bagno e lavandino sono correlati, ma dalla relazione has-a, ossia un bagno ha un lavandino

Ciò significa che Bagno ha una variabile di tipo Lavandino, ossia un riferimento a Lavandino, ma non lo estende e viceversa.

Ma c’è di più !

Il criterio di test is-a lavora ovunque nell’albero di ereditarietà.

If class B extends class A, class B is-a class AIf class C extends class B, class C supera il

test is-a sia per la classe B che per quella A.Canina extends Animale

Volpe extends Canina Volpe extends Animale

Canina è un Animale Volpe is-a Canina

Volpe is-a Animale

Di più di più

Finchè Animale è da qualche parte nella gerarchia di ereditarietà al di sopra di Volpe, la Volpe è un Animale sarà sempre vero !

Questa struttura di ereditarietà dice al mondo: “la Volpe è una Canina, pertanto può fare tutto quello che

un Canino fa. “la Volpe è un Animale, pertanto può fare tutto quello che

un’animale fa.Non fa differenza se la Volpe ridefinisce alcuni

metodi di Animale o CaninaPer il mondo esterno al nostro codice, una Volpe

può eseguire i quattro metodi; non importa come lo faccia o dove.

1) Evitare codice duplicato

Metti il codice comune in un unico luogo, lascia che le sottoclassi ereditino il codice della super classe.

Quando vuoi cambiare questo codice lo devi modificare in un solo posto e tutti gli altri vedranno la variazione

Magicamente quella variazione si riflette in tutte le classi che ereditano quel comportamento

Devi solo ricompilare la super classeNon devi assolutamente ricompilare o comunque

toccare le sottoclassi !

2) Definire un protocollo comune per un gruppo di classi

La ereditarietà garantisce che tutte le classi, raggruppate sotto un determinato supertipo, abbiano tutti i suoi metodi. Quando definisci un metodo in una super classe, che

può essere ereditato da tutte le sue sottoclassi, stai annunciando un tipo di protocollo “tutti i miei sottotipi possono fare queste cose, con questi metodi che assomigliano a questo…”

In altre parole si stabilisce un contratto Un protocollo o contratto è un insieme di regole che ci

si accorda di seguire e rispettare.

Polimorfismo piccola introduzione

Cane mioCane= new Cane();La precedente dichiarazione avviene in tre tempi:1) Cane mioCane dice a java di allocare spazio in

memoria per una variabile di riferimento di tipo Cane. In altre parole crea un telecomando che ha dei bottoni per controllare un Cane, non un Gatto o altro

2) new Cane() dice a java di allocare dello spazio in memoria per un nuovo oggetto Cane

3) = assegna il nuovo oggetto Cane alla variabile di riferimento mioCane; in altre parole programma il telecomando per selezionare il canale Cane.

Polimorfismo 2

Il punto importante della questione è che il tipo della variabile di riferimento e il tipo dell’oggetto creato siano i medesimi !

In questo esempio entrambi sono di tipo CaneMa con il polimorfismo

Il riferimento e l’oggetto possono essere di diversi tipo Animale mioCane=new Cane();

Il tipo del riferimento può essere il tipo di una super classe dell’oggetto creato

Polimorfismo 3

Quando si dichiare una variabile di riferimento, ogni oggetto che supera il test is-a per il tipo dichiarato, può essere assegnato a quel riferimento.

In altre parole, ogni cosa che estende il tipo di variabile dichiarata può essere ad essa assegnata.

Esempio polimorfismo

Animale[] animali=new Animale[5]; abbiamo dichiarato un array di animali che può quindi

memorizzare oggetti di tipo Animale Ma guarda cosa possiamo fare:

animali[0]=new Cane();animali[1]=new Gatto();animali[2]=new Volpe();animali[3]=new Ippopotamo();animali[4]=new Leone();

Possiamo mettere un qualsiasi oggetto delle sottoclassi nell’array animali !

Esempio polimorfismo

Inoltre potete scorrere tutti gli elementi dell’array e richiamare i metodi della classe Animale ed ogni oggetto fa la cosa che deve fare !

For (int i=0; i<animali.lenght;i++){ animali[i].mangiare(); animali[i].muoversi();

}

Class Vet { public void visita(Animale a){

// a.fareRumore();

} } Il parametro a Animale

può assumere qualsiasi tipo di animale come argomento e quando il veterinario dice ad un animale di fareRumore(), sarà eseguito il metodo del tipo di animale sotto cura!

Class AnimaleOwner{ Public void start(){

Vet ve=new Vet(); Cane ca=new Cane(); Leone le=new

Leone(); ve.visita(ca); ve.visita(le);

}

}

Esempio polimorfismo