programmazione a oggetti lezione 10 programmazione per la musica | prof. luca a. ludovico

Programmazione a oggetti

Lezione 10

Programmazione per la Musica | Prof. Luca A. Ludovico

http://it.wikipedia.org/wiki/File:Wave.svg

Introduzione

• Obiettivi:– Definire classi contenenti variabili, metodi e

costruttori– Istanziare oggetti di tali classi– Usare l’operatore “.” per accedere a variabili e metodi

delle classi– Apprendere l’uso dei modificatori d’accesso public e

private – Creare gerarchie di classi con ereditarietà– Apprendere l’uso dei modificatori protected, final e

static

Programmazione per la Musica - Prof. Luca A. Ludovico10. Programmazione a oggetti

Ereditarietà

• Ereditarietà: permette di derivare nuove classi a partire da quelle già definite realizzando una gerarchia di classi. Una classe derivata (sottoclasse o classe figlia) mantiene i metodi e gli attributi delle classi da cui deriva (classi base, superclassi o classi padre); inoltre, può definire i propri metodi o attributi, e ridefinire il codice di alcuni dei metodi ereditati tramite un meccanismo chiamato overriding

• Una sottoclasse è più specializzata rispetto alla sua superclasse; analogamente, una superclasse è più generica rispetto a una sottoclasse

• JAVA (come C++) supporta solo l’ereditarietà singola: un figlio può avere un solo padre → la gerarchia tra classi forma un albero


Esempio di ereditarietà

• Si consideri il rapporto gerarchico tra la superclasse Animale e la sottoclasse Felino:– l’attributo genere sarà comune a tutti gli animali, il cui genere

sarà sempre maschile o femminile, al limite indefinito;– Il metodo calcolaEta, che combina l’attributo data_nascita

con la data corrente per restituire il numero di anni dell’esemplare, sarà definito nella superclasse, e rimarrà valido per tutte le sottoclassi che ereditano (l’età si calcola allo stesso modo per tutti gli esseri viventi)

– un felino avrà però dei descrittori più specifici rispetto a un generico animale (si pensi al colore del pelo, attributo che non avrebbe senso per un generico animale, che potrebbe essere squamato, piumato, ecc.)


Dichiarazione di sottoclassi

class MiaClasse

{

…

}

La dichiarazione precedente è minimale, in quanto racchiude solo componenti strettamente richiesti. Si può ad esempio stabilire una relazione gerarchica tra classe padre e classe figlia tramite la sintassi:

class MiaClasse extends MiaSuperClasse

{

…

}


La gerarchia di classi in Java

• Tutte le classi ereditano dalla superclasse Object: è la classe più generale di tutte, e definisce comportamenti comuni a tutte le classi.

• Le classi inferiori nella gerarchia mettono a disposizione comportamenti più specifici e possono sovrascrivere e/o nascondere i metodi delle classi più generali


La gerarchia di classi in JAVA

• La superclasse Object contiene metodi generali, disponibili a tutte le classi che ereditano (quindi a tutte le classi), tra cui:– Object clone()

crea e restituisce una copia dell’oggetto corrente– boolean equals(Object obj)

indica se un altro oggetto è uguale a questo– String toString()

restituisce una rappresentazione a stringa di testo dell’oggetto

• Esempio: invocare il metodo toString() su una classe definita dall’utente che non ne contiene una propria versione

• Esempio: ridefinire il metodo toString() in una classe definita dall’utente


Assegnamento tra oggetti

• L’operatore di assegnamento funziona tra oggetti della stessa classe

• Poichè una superclasse è più generica di una sottoclasse:– è sempre possibile assegnare un oggetto di una sottoclasse a un oggetto di

una superclasse.– non è possibile (e genera errore a compile-time) assegnare un oggetto di una

superclasse a un oggetto di una sottoclasse

• EsempioMusicSymbol a = new MusicSymbol ();

MusicSymbol b = new MusicSymbol ();

a = b; // ok

MusicNote n = new MusicNote(); // MusicNote eredita da MusicSymbol

a = n; // ok

n = a; // no!!!


Cast delle variabili

• Tramite il cast si può specificare al compilatore che un oggetto di classe A è della classe B più specifica

Object o = "str"; String str = (String)o;

• Possibili errori: effettuare il cast di oggetti che appartengono – a rami diversi della gerarchia

String o = "str"; Integer i = (Integer)o; // Errore a compile-time

– allo stesso ramo ma cmq non sono “castabili”, il che solleva a run-time un’eccezione ClassCastException

Number o = new Integer(5);

Double n = (Double)o; // Solleva ClassCastException

• Uso tipico: passare da un tipo più generale a uno più specifico. Ad esempio Integer eredita da Number (tutti gli interi sono numeri ma non viceversa: ad esempio Double, Float, Byte, Long)


I modificatori d’accesso protected e (default)

• Protected può essere attribuito solo ai metodi e alle variabili interne alla classe e non può essere applicato alla classe stessa

• I metodi e le variabili dichiarate come protected sono visibili da classi dichiarate nello stesso package e da sottoclassi e classi derivate dichiarate ovunque

• Se non viene specificato nulla, il compilatore considera un modificatore d’accesso detto di default. – Un membro di una classe (metodo o attributo) per default sarà accessibile

solo dalle classi appartenenti al package dove è definito– Una classe appartenente ad un package definita senza il modificatore

public sarà visibile solo dalle classi appartenenti allo stesso package


Specchietto riassuntivo

• I modificatori di accesso sono 3: private, protected e public

• In assenza di questi tre, un elemento di programma viene considerato package-local o friend (si dice che assume la visibilità di default)

• Le visibilità possibili sono:


Modificatore Stessa classe Stesso package

Sottoclasse Ovunque

Public sì sì sì sì

Protected sì sì sì no

(default) sì sì no no

Private no no no no

Polimorfismo e override

• Una classe che eredita può richiedere la riscrittura e la specializzazione di metodi ereditati. Nella programmazione ad oggetti l’override è l'operazione di riscrittura di un metodo ereditato

• Il metodo che effettua override deve avere lo stesso nome, stesso numero e tipo di parametri, e stesso tipo restituito rispetto a quello originario– può anche restituire un sottotipo del tipo restituito (covariant return type)

• Polimorfismo (dal greco "avere molte forme"): un’interfaccia, molte implementazioni. I metodi che vengono ridefiniti in una sottoclasse sono detti polimorfi, in quanto lo stesso metodo si comporta diversamente a seconda del tipo di oggetto su cui è invocato


Polimorfismo dei metodi: overload e override

• Dal punto di vista implementativo il polimorfismo per i metodi si ottiene utilizzando l'overload e l'override dei metodi stessi.

• Ogni metodo è identificato dal nome, ma è univocamente determinato anche dalla lista dei parametri. Ciò permette di avere all'interno di una classe più metodi che hanno lo stesso nome, ma con parametri diversi

• L'overload si basa sulla scrittura di più metodi identificati dallo stesso nome che però hanno, in ingresso, parametri di tipo e in numero diverso

• Con il termine override si intende una vera e propria riscrittura di un certo metodo di una classe che si eredita. Dunque, necessariamente, l'override implica ereditarietà


Il modificatore final

• Final significa letteralmente «finale» o «non mutabile»

• Tale modificatore, al pari di public e private, può essere preposto a un metodo, a un attributo o ad una classe:– preposto a una variabile la rende una costante per l'istanza della

classe– preposto a un metodo, implica che in un contesto di ereditarietà su

di esso non potrà essere eseguito l'override da parte della classe che eredita

– una classe definita final non può essere ereditata. Questo semanticamente significa che la classe non necessita di specializzazioni o estensioni


Il modificatore static

• Applicabile a metodi e attributi di una classe

• Dichiarare un metodo static lo rende di fatto comune a tutte le istanze della classe. La chiamata del metodo avviene senza istanziare la classe:

• Anziché [nomeOggetto].[nomeMetodo]() si usa [nomeClasse].[nomeMetodo]()

• Dichiarare un attributo static lo rende comune a tutte le istanze della classe– Un attributo public static è di fatto una variabile globale


ESEMPIO

Note.javaIl codice implementa l’ereditarietà tra una super-classe NoteRest (che rappresenta gli aspetti ritmici di un simbolo musicale, comuni a note e pause) e una sotto-classe Note, che la specializza con l’informazione sull’altezza e con opportuni metodi.


ESERCIZIO

Si implementi una classe che descrive singole note, distinta dalla classe principale che contiene il metodo main del software. Per quanto riguarda l’altezza, si utilizzi internamente la Continuous Binomial Representation (cbr), esponendo metodi che permettono di estrapolare l’informazione di ottava, pitch class e name class. Si protegga opportunamente l’accesso alla codifica interna dell’altezza, impedendo al metodo main di assegnare valori cbr inesistenti alle istanze delle note.


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