programmazione con interfacce. scelta delle classi di un progetto criteri di coesione e...
TRANSCRIPT
Programmazione conInterfacce
• Scelta delle classi di un progetto Criteri di coesione e accoppiamento
• Interfacce Tipi, sottotipi e conversioni di tipo Polimorfismo e dinamic dispatch
• Interfacce come strumento di progetto Interfacce e riuso di codice Callbacks
• Classi interne
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…
Organizzazione di una classe
• Visibilità dei campi: evitare campi pubblici Quando necessario, definite metodi per accedere e
modificare i campi
• Completezza dell’interfaccia pubblica Assicuratevi che l’interfaccia pubblica fornisca le
funzionalità necessarie per un utilizzo naturale ed efficace delle istanze
• Documentate il codice Non solo commenti (vedremo …)
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…
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)
Coesione
• Una classe dovrebbe rappresentare un solo concetto
• L’interfaccia pubblica di una classe è coesa se tutte le sue componenti sono relative al concetto che la classe rappresenta
Continua…
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…
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
Accoppiamento (Coupling )• Una classe dipende da un’altra classe se
utilizza oggetti di quella classe CashRegister dipende da Coin per il calcolo della
somma del pagamento Coin non dipende CashRegister
Continua…
UML
• Per visualizzare le relazioni tra classi utilizziamo diagrammi
• UML: Unified Modeling Language.
• Notazione standard per l’analisi ed il progetto di applicazioni software
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…
Gradi di accoppiamento
• Vedremo tecniche per bilanciare correttamente il grado di accoppiamento
Interfacce
• L’impiego 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…
DataSetpublic class DataSet { public void add(double x) { sum = sum + x; if (count == 0 || maximum < x) maximum = x; count++; } public double getMaximum(){ return maximum; } public double average() { return (count>0)? sum/count : Double.NaN; } private double sum; private double maximum; private int count; }
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…
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; }
DataSet – versione per Coinpublic 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; }
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 nell’uso 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…
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(); }
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; }
Classi vs. Interfacce
• Un tipo interfaccia è simile ad un tipo classe, ma ci sono molte differenze importanti:
• I metodi (tutti) dell’interfaccia sono “astratti” L’interfaccia 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)
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 quant’altro ... }
Continua…
Classi implementano Interfacce
• Measurable Coins
public class Coin implements Measurable { public double getMeasure() { return value; } // . . . }
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 all’interfaccia)
Notazione simile alla dipendenza: cambia la punta della freccia
Continua…
Diagramma UML per l’esempio
dipende
implementa
Diagrammi UML
• L’impiego 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 l’interfaccia
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.
Sintassi: dichiarazione di classe
public class ClassName implements InterfaceName, InterfaceName, ... { // ... }
Eesmpio: public class BankAccount implements Measurable { //... public double getMeasure() { // Method implementation } }
Scopo:Fornire una implementazione per il tipo interfaccia
File DataSetTester.java01: /**02: This program tests the DataSet class.03: */04: public class DataSetTester05: {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…
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…
File DataSetTester.java
Average balance = 4000.0 Highest balance = 10000.0 Average coin value = 0.13333333333333333 Highest coin value = 0.25
Output:
Domanda
• Vogliamo utilizzare la classe DataSet per trovare l’istanza di una classe Country con la popolazione maggiore in un insieme. Quali condizioni deve soddisfare la classe Country?
Domanda
• Cosa c’è di sbagliato nel seguente codice?
public void add(Object x){ sum = sum + x.getMeasure(); if (count == 0 || maximum.getMeasure() < x.getMeasure()) maximum = x; count++; }
Risposta
• Deve implementare l’interfaccia Measurable ed il suo metodo getMeasure() deve restituire il valore della popolazione
Risposta
• La classe Object non ha un metodo getMeasure(), che viene invocato all’interno del metodo add()
Conversioni di tipo
• Variabile: locazione con un tipo associato Tipo della variabile determinato dal compilatore
guardando la dichiarazione Una variabile di tipo reference contiene un riferimento
ad un oggetto
• Oggetto: istanza di una classe Tipo dell’oggetto: la classe che lo crea Determinato a run time
• Una variabile può assumere come valori riferimenti ad oggetti di classi diverse
Continua…
Conversioni di tipo
• È possibile assegnare un riferimento di tipo classe ad una variabile di tipo interfaccia purchè la classe implementi l’interfaccia
BankAccount account = new BankAccount(10000);Measurable x = account; // OK
Coin dime = new Coin(0.1, "dime");Measurable y = dime; // OK
Continua…
Conversioni di tipo
• La conversione è lecita solo in determinate situazioni
• Problema: Rectangle non implementa Measurable
Measurable x = new Rectangle(5, 10, 20, 30); // ERRORE
Subtyping
• Subtyping (<:) Una relazione che permette di decidere quando è
legittimo convertire un tipo riferimento in un altro
• Chi decide cosa/quando è legittimo? il compilatore!
• Per il momento la regola è:
Continua…
T1 <: T2 sse T1 è una classe, T2 è una interfaccia T1 implementa T2.
Subtyping
• Principio di sostituibilità Un riferimento di un sottotipo può essere usato
ovunque ci si aspetti un riferimento di un supertipo
• Le regole di sottotipo devono garantire la correttezza del principio di sostituibilità
Continua…
Subtyping
• La regola C <: I se C implementa I
• Principio di sostituibilità un riferimento di tipo C può sempre essere usato dove
si attende un riferimento di tipo I
• E’ ragionevole perché se C implementa I , C definisce public tutti i metodi
dichiarati da I Quindi tutti le invocazioni di metodo possibili per I sono
supportate da C
Continua…
Subtyping e regole di typing
• Regola di assegnamento Un riferimento di tipo T1 si puo sempre assegnare ad una variabile
di tipo T2 sse T1 <: T2 Un riferimento di tipo classe può sempre essere assegnato ad una
variabile di tipo interfaccia (se la classe implementa l’interfaccia)
• Regola di passaggio di parametri Un riferimento di tipo T1 si puo sempre passare per un parametro
di tipo T2 sse T1 <: T2 Un riferimento di tipo classe può sempre essere passato per un
parametro di tipo interfaccia (se la classe implementa l’interfaccia)
Domanda
• Data l’implementazione generica della classe DataSet, che oggetti possiamo passare come argomento per x ?
public class DataSet { public void add(Measurable x) { ... }
... }
Risposta
• Qualunque istanza di una una classe che implementa Measurable
Cast
• Consideriamo
• Cosa possiamo fare con max?
• Certamente non sapere quale moneta è …
DataSet coinDS = new DataSet();coinDS.add(new Coin(0.25, "quarter"));coinDS.add(new Coin(0.1, "dime"));. . .Measurable max = coinDS.getMaximum();
String name = max.getName(); // ERRORE: Non ha tipo Coin
Continua…
Cast
• Noi sappiamo che max è un riferimento di tipo Coin, ma il compilatore no.
• Dobbiamo usare un cast per convertire il tipo interfaccia nel tipo classe
• Ora usiamo maxCoin come desiderato
Coin maxCoin = (Coin) max;
Measurable max = coinDS.getMaximum();
Continua…
String name = maxCoin.getName();
Cast
• Un cast è permesso dal compilatore solo se applica conversioni tra tipi compatibili
• Compatibili = sottotipi (per il momento)
• Anche quando permesso dal compilatore, un cast può causare errore a run time
• Se max non è un Coin errore a run time
Continua…
Coin maxCoin = (Coin) max;
Cast
• Tipo statico e tipo dinamico di una variabile tipo statico: quello dichiarato tipo dinamico: il tipo del riferimento assegnato alla
variabile
• (T)var causa errore in compilazione
se T non è compatibile con il tipo statico di var in esecuzione
se T non è compatibile con il tipo dinamico di var
Continua…
Cast
• OK: BankAccount sottotipo di Measurable
• Compila correttamente il tipo dichiarato di m è Measurable BankAccount e Measurable sono compatibili
• Esegue correttamente m è un BankAccount (il tipo dinamico di m è BankAccount)
Measurable m = new BankAccount();
Continua…
BankAccount b = (BankAccount) m
Cast
• OK: BankAccount sottotipo di Measurable
• Compila correttamente il tipo dichiarato di m è Measurable Coin e Measurable sono compatibili
• Errore a run time m non è un Coin
Measurable m = new BankAccount();
Continua…
Coin c = (Coin) m
instanceof
• Permette di determinare il tipo dinamico di una variabile
• Quindi permette di evitare errori in esecuzione
• Esegue correttamente, perchè x è sicuramente un T
x istanceof T è true solo se x ha tipo dinamico T
if (x instanceof T) return (T) x
Domanda
• Dato che sia BankAccount che Coin implementano l’interfaccia Measurable, è possibile convertire un riferimento di tipo Coin ad uno di tipo BankAccount?
Risposta
• No: un riferimento di tipo Coin può essere convertito a Measurable, ma se poi tentiamo di applicare un cast a BankAccount, abbiamo una eccezione.
Domanda
• E’ corretto un cast (BankAccount) x per convertire una variabile x di tipo dichiarato Measurable ad un riferimento di tipo BankAccount?
Risposta
• Solo se x contiene effettivamente un riferimento ad un oggetto di tipo BankAccount.
Polimorfismo – dynamic dispatch
• Una variabile di tipo interfaccia ha sempre come valore un riferimento di una classe che implementa l’interfaccia
Continua…
Measurable x;x = new BankAccount(10000);x = new Coin(0.1, "dime");
Polimorfismo – dynamic dispatch
• Possiamo invocare ognuno dei metodi dell’interfaccia:
• Quale metodo invoca?
double m = x.getMeasure();
Polimorfismo – dynamic dispatch
• Dipende dal riferimento corrente memorizzato nella variabile
• Se x riferisce un BankAccount, invoca il metodo BankAccount.getMeasure()
• Se x riferisce un Coin, invoca il metodo Coin.getMeasure()
• Polimorfismo (molte forme): il comportamento varia, e dipende dal tipo dinamico
della variabile
Continua…
Polimorfismo – dynamic dispatch
• Detto anche late binding: deciso a tempo di esecuzione
• Diverso dal caso dell’overloading: Anche nel caso dell’overloading si deve decidere
quale versione del metodo invocare Ma qui la decisione viene risolta in compilazione
(early binding)
Domande
5. È impossibile costruire un oggetto di tipo Measurable.Perché?
6. Perché invece é possibile dichiarare una variabile di tipo Measurable?
Risposte
5. Measurable è una interfaccia. Le interfacce non hanno campi o implementazione di metodo.
6. Perché Measurable è un tipo: la variabile non riferirà mai una istanza di Measurable, (le interfacce non hanno istanze) ma piuttosto oggetto di una qualche classe che implementa l’interfaccia Measurable.
Continua…
Domanda
7. Che cosa hanno in comune i meccanismi di overloading e di dynamic dispatch? In cosa sono diversi?
7. Entrambi i meccanismi decidono quale metodo eseguire in risposta ad un messaggio, ma• Nell’overloading la scelta è fatta in compilazione
guardando il tipo dei parametri• Nel dynamic dispatch la scelta è fatta in esecuzione
guardando il tipo dell’oggetto che riceve il messaggio
Risposte
• Costruiamo una applicazione per disegnare un insieme di forme geometriche contenute in una componente grafico: definiamo una JComponent contenitore per un
insieme di forme geometriche disegnate mediante una invocazione del metodo paintComponent()
per esemplificare, consideriamo due tipi di forme: Car e Smiley
Esempio
Forme grafiche
class Car{ . . . public void draw(Graphics2D g) { // Istruzioni per il disegno . . . }} class Smiley
{ . . . public void draw(Graphics2D g) { // Istruzioni per il disegno . . . }}
• Un contenitore di Cars e Smileys
• Un caso particolare di JComponent
ShapeComponent
/** Una component che contiene un insieme Cars e Smileys */ class ShapeComponent extends JComponent { /** Disegna tutte le forme di questo component */ public void paintComponent(Graphics g){ /* ... */ } }
Domanda
• Che struttura utilizziamo per memorizzare le forme contenute nella ShapeComponent?
• Come definiamo il metodo paintComponent() in modo che disegni tutte le forme della componente?
Risposte
ArrayList:
• definiamo una nuova interfaccia: Shape
• Ridefiniamo le classi Car e Smiley in modo che implementino Shape
• Memorizziamo gli oggetti della componente in una ArrayList<Shape>
interface Shape { void draw(Graphics2D g); }
Car e Smiley implementano Shape
class Car implements Shape
{ . . . public void draw(Graphics2D g) { // Istruzioni per il disegno . . . }} class Smiley implements Shape
{ . . . public void draw(Graphics2D g) { // Istruzioni per il disegno . . . }}
Mantiene una ArrayList<Shape>
ShapeComponent
// Una component che contiene un insieme formeclass ShapeComponent extends JComponent { private ArrayList<Shape> shapes;
// crea una componente con un insieme di forme public ShapeComponent(Shape... shapes) {
this.shapes = new ArrayList<Shape>(); for (Shape s:shapes) this.shapes.add(s); } // disegna tutte le componenti della componente public void paintComponent(Graphics2D g2){
for (Shape c:shapes) c.draw(g2); } }
Diagramma delle Classi
Car
ShapeComponent
Smiley
Shape
Car
Domanda
• E se volessimo disegnare solo le Shapes che sono Cars?
Risposta
// disegna tutte le cars della componente public void paintComponent(Graphics g){
Graphics2D g2 = (Graphics2D) g; for (Shape c:shapes)
if (c instanceof Car) c.draw(g2); }
Interfacce e “callbacks”
• La tecnica che abbiamo visto funziona per classi di cui abbiamo il controllo Nel caso delle forme geometrice, possiamo rendere Car e Smiley implementazioni di Shape
Nel caso del DataSet rendiamo Measurable le classi Coin e BankAccount
• Che facciamo se non possiamo modificare la definizione delle classi?
Continua…
Interfacce e “callbacks”
Esempio:
• Vogliamo misurare l’area media e l’area massima di un insieme di Rectangles
• Rectangle è una classe predefinita, e non implementa Measurable …
Continua…
Interfacce e “callbacks”
• Callback: tradizionalmente (*) indica un meccanismo per passare ad una funzione un’altra funzione che esegue una qualche operazione specifica
• La funziona passata come argomento si definisce callback
(*) almeno dai tempi del progetto MIT che diede luogo a X (meglio noto com X11) … correva l’anno 1984
Continua…
Interfacce e “callbacks”
Esempio classico:
• una funzione che gestisce le scelte di un menù
• definita in termini di un parametro di tipo funzione che viene invocata per gestire l’operazione da eseguire in risposta alla selezione degli items del menù
• Il parametro è una callback
Continua…
Interfacce e “callbacks”
• Nei linguaggi ad oggetti non possiamo passare parametri di tipo funzione
• In C# esiste un costrutto predefinito che realizza questo meccanismo: i delegates
• In Java il meccanismo può essere simulato definiamo una classe con un metodo che implementa
la funzione callback passiamo un oggetto di quella classe e lo utilizziamo
per invocare la callback
Callbacks per DataSet
• Problema: misurare l’area media e l’area massima di un insieme di Rectangles
• Nell’implementazione vista, gli oggetti da misurare offrono direttamente il metodo che misura
• Alternativa: passiamo alla classe DataSet un metodo per misurare oggetti
Continua…
• measure() misura qualunque oggetto e Measurer rappresenta qualunque classe lo definisca
• Object è il supertipo di tutti i tipi riferimento
• qualunque riferimento si può passare per un parametro di tipo Object
public interface Measurer { double measure(Object anObject); }
Callbacks per DataSet
Continua…
Callbacks per DataSet
• La classe DataSet diventa dipendente dal metodo di misura, ovvero da qualunque classe che definisca questo metodo
public class DataSet { ... public DataSet(Measurer aMeasurer) {
measurer = aMeasurer; } ... private Measurer measurer;}
Continua…
Callbacks per DataSet
• Ora il metodo add() richiede la misura al measurer non all’oggetto che viene incluso nel dataset.
public void add(Object x) { sum = sum + measurer.measure(x); if (count == 0 || measurer.measure(maximum) < measurer.measure(x)) maximum = x; count++; }
Continua…
Callbacks per DataSet
• Possiamo definire Measurers per qualunque tipo di misura, in particolare per misurare Rectangles
public class RectangleMeasurer implements Measurer { public double measure(Object anObject) { if (!anObject instanceof Rectangle) return Double.NaN; Rectangle aRectangle = (Rectangle) anObject; double area = aRectangle.getWidth() * aRectangle.getHeight(); return area; } }
Continua…
Callbacks per DataSet
• Notiamo il cast da Object a Rectangle
• Passiamo il measurer desiderato al momento della costruzione del dataset
• Dynamic dispatch => invochiamo l’implementazione di measure() fornita da RectangleMeasurer
Rectangle aRectangle = (Rectangle) anObject;
Measurer m = new RectangleMeasurer();DataSet data = new DataSet(m);data.add(new Rectangle(5, 10, 20, 30));. . .
Continua…
Diagramma delle classi
• Notate che la classe Rectangle è disaccoppiata dall’interfaccia Measurer
double measure(Object o)
Raffronto tra le due soluzioni
• Callbacks Measurer
double measure(Object o)
Rectangle
double getMeasure()
• Oggetti Measurable
File DataSet.java01: /**02: Calcola la media di un insieme di oggetti.03: */04: public class DataSet05: {06: /**07: Costruisce un insieme vuoto con un dato misuratore.08: @param aMeasurer il misuratore utilizzato per misurare i valori09: */10: public DataSet(Measurer aMeasurer)11: {12: sum = 0;13: count = 0;14: maximum = null;15: measurer = aMeasurer;16: }17: Continua…
File DataSet.java18: /**19: aggiunge un valore al dataset.20: @param x un dato21: */22: public void add(Object x)23: {24: sum = sum + measurer.measure(x);25: if (count == 0 26: || measurer.measure(maximum) < measurer.measure(x))27: maximum = x;28: count++;29: }30: 31: /**32: Calcola la media dei dati considerati.33: @return la media o 0 se l’insieme di dati è vuoto34: */
Continued…
File DataSet.java
35: public double average()36: {37: if (count == 0) return 0;38: else return sum / count;39: }40: 41: /**42: Il massimo del dataset.43: @return il massimo o 0 se non il dataset è vuoto44: */45: public Object maximum()46: {47: return maximum;48: }49: Continua…
File DataSet.java
50: private double sum;51: private Object maximum;52: private int count;53: private Measurer measurer;54: }
File DataSetTester.java
01: import java.awt.Rectangle;02: 03: /**04: Dimostra l’uso del misuratore.05: */06: public class DataSetTester07: {08: public static void main(String[] args)09: {10: Measurer m = new RectangleMeasurer();11: 12: DataSet data = new DataSet(m);13: 14: data.add(new Rectangle(5, 10, 20, 30));15: data.add(new Rectangle(10, 20, 30, 40));16: data.add(new Rectangle(20, 30, 5, 10));17: Continua…
File DataSetTester.java
18: System.out.println("Average area = " + data.getAverage());19: Rectangle max = (Rectangle) data.getMaximum();20: System.out.println("Maximum area rectangle = " + max);21: }22: }
File Measurer.java
01: /**02: Interfaccia di qualunque classe le cui istanze misurano
altri oggetti.03: */04: public interface Measurer05: {06: /**07: Calcola la misura di un oggetto.08: @param anObject l’oggetto da misurare09: @return la misura10: */11: double measure(Object anObject);12: }
File RectangleMeasurer.java01: import java.awt.Rectangle;02:03: /**04: le istanze di questa classe misurano l’area di un rettangolo05: */06: public class RectangleMeasurer implements Measurer07: {08: public double measure(Object anObject)09: {10: Rectangle aRectangle = (Rectangle) anObject;11: double area = aRectangle.getWidth() * aRectangle.getHeight();12: return area;13: }14: }15:
Continua…
File RectangleMeasurer.java
Average area = 616.6666666666666Maximum area rectangle = java.awt.Rectangle[x=10,y=20, width=30,height=40]
Output:
Domanda
• Supponiamo di voler utilizzare la prima versione della classe DataSet per trovare la Stringa più lunga di un insieme dato in input. Quale è il problema?
Risposta
• Problema: la classe String non implementa Measurable.
Domanda
• Come possiamo utilizzare la seconda versione di DataSet (con callbacks) per risolvere il problema precedente?
Risposta
• Definendo una classe StringMeasurer che implementa l’interfaccia Measurer
Domanda
• Perchè il metoto measure() dell’interfaccia Measurer ha un parametro in più del metodo getMeasure() dell’interfaccia Measurable?
Risposta
• measure() misura un oggetto, passato come argomento, mentre getMeasure() misura this, ovvero il parametro implicito.
Esercizio
• Definiamo una nuova versione della classe DataSet che sia utilizzabile sia su oggetti generici, mediante un Measurer, sia su oggetti Measurable.
• Il comportamento del metodo add() dipende dal tipo dell’argomento: se il tipo è Measurable, l’argomento viene misurato
utilizzando il suo metodo getMeasure() in tutti gli altri casi, viene misutato dal Measurer del
data set
Callbacks nella gestione di un timer
• La classe javax.swing.Timer definisce oggetti che generano eventi (ticks)
• Utile tutte le volte che vogliamo modificare un oggetto ad intervalli di tempo regolari
• Ad esempio nelle animazioni: Smiley: modifica il saluto oppure l’espressione Car: si muove sul frame ad intervalli regolari
Continua…
Gestione di un timer
• Eventi notificati ad un “Action Listener” associato al timer
• Action Listener descritto da una interfaccia standard (predefinita)
actionPerformed() invocato ad ogni tick event: contiene informazione sull’evento
public interface ActionListener{ void actionPerformed(ActionEvent event);}
Continua…
Gestione di un timer
• La gestione dell’evento avviene nel metodo actionPerformed()
• Gestioni diverse realizzate da classi diverse che implementano ActionListener
class MyListener implements ActionListener{ public void actionPerformed(ActionEvent event) { // Eseguito ad ogni tick. }}
Continua…
Gestione di un timer
• Per associare un particolare listener al timer è necessario registrare il listener sul timer
• Ora possiamo far partire il timer
MyListener listener = new MyListener();Timer t = new Timer(interval, listener);
t.start(); // Esegue in un thread separato
tra due tick
Domanda
• Quale è il ruolo del listener nel timer?
Risposta
• Il listener implementa una callback: il metodo actionPerformed() è la vera callback che viene inclusa nel listener per poter essere passata al controllore del timer che la invoca ad ogni tick
Esempio: conto alla rovescia
• Un timer che esegue il countdown
File CountDown.java
class CountDown implements ActionListener{ public CountDown(int initialCount) {
count = initialCount; } public void actionPerformed(ActionEvent event){}
public void actionPerformed() {
if (count >= 0) System.out.println(count);if (count == 0) System.out.println("Liftoff!");count--;
} private int count;}
Continua…
File TimeTester.java
import java.awt.event.*;import javax.swing.*;/** Esemplifica la classe timer l’uso di action listeners.*/public class TimeTester{ public static void main(String[] args) { CountDown listener = new CountDown(10); final int DELAY = 1000;// Millisecondi tra due tick Timer t = new Timer(DELAY, listener); t.start();
JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit?"); System.exit(0); }}
Domanda
• Quante volte viene chiamato il metodo actionPerformed nel programma precedente?
Risposta
• Il metodo viene invocato una volta al secondo. Le prime 11 volte scrive un messaggio. Le successive termina senza output,
decrementando il contatore. Il timer termina quando l’utente chiude l’applicazione
NOTE
• Tutti gli eventi del timer vengono gestiti dallo stesso thread (l’Event Dispatch Thread) se la gestione dell’evento richiede più tempo
dell’intervallo, gli eventi vengono persi
• Informazione sull’utilizzo di timers in swing: http://java.sun.com.j2se/1.5.0/docs/api/javax/swing/
Timer.html
Packages
• Package: insieme di classi e interfacce in relazione
• Per formare un package basta inserire la direttiva
come prima istruzione nel file sorgente
• Una sola direttiva per file
• Classi contenute in file che non dichiarano packages vengono incluse in un package “anonimo” package anonimo OK solo per micro applicazioni, o in fase di
sviluppo
package packageName;
Continua…
Package Finalità Classe Tipicajava.lang Supporto al linguaggio Math, String
java.util Utilities Random
java.io Input e Output PrintStream
Java.awt Abstract Window Toolkit Color
Java.applet Applets Applet
Java.net Networking Socket
Java.sql Accesso a database ResultSet
Java.swing Ingerfaccia utente Swing JButton
… … …
Packages
• Per accedere ai tipi di un package utilizziamo il nome “qualificato”
• Uso dei nomi qualificati verboso
• import permette sintesi
java.util.Scanner in = new java.util.Scanner(System.in);
import java.util.Scanner;. . .Scanner in = new Scanner(System.in)
Accesso agli elementi di un package
Import
• di una classe
• di tutte le classi di un package
import java.util.*;
import java.util.Scanner;. . .Scanner in = new Scanner(System.in)
Continua…
Import
• Packages non formano gerarchie
• Static import delle costanti e metodi statici dei tipi di un package
// import dei tipi di java.awt.color
import java.awt.color.*;
// import dei tipi di java.awt (non del package color!)
import java.awt.*;// import dei tipi di java.awt.
import static java.lang.Math.PI
import static java.lang.Math.*;.
Nomi di package
• Packages utili anche come “namespaces” per evitare conflitti di nomi (per classi/interfacce)
• Esempio, Java ha due classi Timer
• Nomi di package devono essere univoci Convenzione: utilizziamo come prefissi domini
internet, oppure indirizzi e-mail (in ordine inverso)
java.util.Timer vs. javax.swing.Timer
it.unive.dsiit.unive.dsi.mp
Continua…
Localizzazione di package
• Nomi di package devono essere consistenti con i path della directory che li contengono
• Deve essere contenuto in un folder/directory localizzato nel path corrispondente
WINDOWS: <base directory>\it\unive\dsi\mp\banking
it.unive.dsi.mp.banking
UNIX: <base directory>/it/unive/dsi/mp/banking
Continua…
Localizzazione di package
• CLASSPATH: definisce le directory base dove localizzare i packages
• Spesso utili due directory base per file sorgenti (.java) per file compilati (.class)
UNIX:export CLASSPATH=/home/mp/java/src:/home/mp/java/classes:.
WINDOWS:set CLASSPATH=c:\home\mp\java\src;\home\mp\java\classes;.