12/10/16
Principi di Progettazione del Software
a.a. 2016-2017
Fondamenti di Java (pt. 2)
ing. Roberto Vergallo
Obiettivi della lezione
■ Le strutture di controllo
– Conoscere le strutture decisionali if e if/else
– Conoscere le strutture iterative for e do/while
– Comprendere le iterazioni controllate da contatori
– Comprendere la selezione multipla usando switch
– Imparare a usare le istruzioni di controllo break e continue
■ I messaggi
– Riferimenti a oggetti
– Passaggio di parametri
■ Package Java
– Modificatore public
– Istruzione import
Fondamenti di java
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Roberto Vergallo
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Le strutture di controllo
■ Espressioni ed istruzioni per il controllo di flusso forniscono al
programmatore il meccanismo per decidere se e come eseguire
blocchi di istruzioni condizionatamente a meccanismo decisionali
definiti all’interno della applicazione.
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Fondamenti di java
Roberto Vergallo
Le strutture di controllo (cont.)
Istruzione if
■ L’istruzione per il controllo di flusso if consente all’applicazione di
decidere, in base ad una espressione booleana, se eseguire o no un
blocco di codice.
Sintassi:
Se boolean_expr restituisce il valore
true, verrà eseguito il blocco di
istruzioni successivo, in caso contrario il
controllo passerà alla prima istruzione
successiva al blocco if.
if (boolean_expr)
{
istruzione;
[istruzione]
}
if (i < 100)
System.out.println ("minore di 100");
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Le strutture di controllo (cont.)
L’istruzione if-else
■ Una istruzione if può essere opzionalmente affiancata da una istruzione
else. Questa forma particolare dell’istruzione if consente di decidere
quale blocco di codice eseguire tra due blocchi di codice.
Sintassi:
Se boolean_expr restituisce il valore
true verrà eseguito il blocco di
Istruzioni di if, altrimenti il controllo
verrà passato ad else e verrà eseguito
il secondo blocco di istruzioni.
if (boolean_expr)
{
istruzione;
[istruzione]
}
else
if (i < 100)
System.out.println ("minore di 100");
else
System.out.println ("maggiore o uguale a 100");
{
istruzione;
[istruzione]
}
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Fondamenti di java
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Le strutture di controllo (cont.)
Istruzioni if, if-else annidate
■ Una istruzione if annidata rappresenta una forma particolare di controllo
di flusso in cui una istruzione if o if-else è controllata da un’altra
istruzione if o if-else.
Sintassi:
if(espressione)
{
istruzione
if (espressione2)
{
istruzione
if (espressione3)
{
istruzione
… … .
}
}
}
Fondamenti di java
if (i < 100) {
if (i > 0)
System.out.println ("minore di 100 e maggiore di zero");
} else
System.out.println ("maggiore o uguale a 100");
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Le strutture di controllo (cont.)
Catene if-else-if
Sintassi:
■ La forma più comune di if annidati è
rappresentata dalla sequenza o catena if
else-if. Questo tipo di concatenazione valuta
una serie arbitraria di istruzioni booleane
precedendo dall’alto verso il basso. Se
almeno una delle condizioni restituisce il
valore true verrà eseguito il blocco di
istruzioni relativo. Se nessuna delle
condizioni si dovesse verificare allora
verrebbe eseguito il blocco else finale.
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Fondamenti di java
if(espressione)
{
istruzione
}
else if (espressione2)
{
istruzione
}
else if (espressione3)
{
istruzione
… … .
}
else
{
istruzione
… … .
}
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Le strutture di controllo (cont.)
L’istruzione switch
■ Java mette a disposizione una istruzione di controllo di
flusso che, specializzando la catena if-else-if,
semplifica la vita al programmatore. L’istruzione
switch è utile in tutti quei casi in cui sia necessario
decidere tra opzioni multiple prese in base al controllo
di una sola variabile.
int i = getUserSelection();
if(i==1)
{
faiQualcosa();
}
else if(i==2)
{
faiQualcosAltro();
}
else
{
nonFareNulla ();
}
Fondamenti di java
int i = getUserSelection();
switch (i)
{
case 1:
faiQualcosa();
break;
case 2:
faiQualcosAltro();
break;
default:
nonFareNulla();
}
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Sintassi:
switch (espressione)
{
case espr_costante:
istruzione1
break_opzionale
case espr_costante:
istruzione2
break_opzionale
case espr_costante:
istruzione3
break_opzionale
… … … … ..
default:
istruzione4
}
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Le strutture di controllo (cont.)
L’istruzione switch (cont.)
In generale, dopo che viene valutata l’espressione di switch, il controllo della
applicazione salta al primo case tale che
espressione ==espr_costante
ed esegue il relativo blocco di codice.
Nel caso in cui il blocco sia terminato con una istruzione break, l’applicazione
abbandona l’esecuzione del blocco switch saltando alla prima istruzione
successiva al blocco, altrimenti il controllo viene eseguito sui blocchi case a
seguire.
Se nessun blocco case soddisfa la condizione Ossia espressione !=
espr_costante la virtual machine controlla l’esistenza della label default ed
esegue, se presente, solo il blocco di codice relativo ed esce da switch.
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Le strutture di controllo (cont.)
L’istruzione while
■ Una istruzione while permette l’esecuzione ripetitiva di una istruzione
utilizzando una espressione booleana per determinare se eseguire il blocco di
istruzioni, eseguendolo quindi fino a che l’espressione booleana non restituisce
il valore false.
■
Per prima cosa, una istruzione while controlla il
valore dell’espressione booleana. Se restituisce
true verrà eseguito il blocco di codice di while. Alla
fine dell’esecuzione viene nuovamente controllato
il valore dell’espressione booleana per decidere se
ripetere l’esecuzione del blocco di codice o
passare il controllo dell’esecuzione alla prima
istruzione successiva al blocco while.
Sintassi:
int i=0;
while(i<10)
{
j=10;
while(j>0)
{
System.out.println(“i=”+i+”e j=”+j);
j--;
}
i++;
}
while (espressione_booleana){
istruzione
}
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Le strutture di controllo (cont.)
L’istruzione do-while
■ Una alternativa alla istruzione while è rappresentata dall’istruzione
do-while a differenza della precedente, controlla il valore della
espressione booleana alla fine del blocco di istruzioni. In questo caso
quindi il blocco di istruzioni verrà eseguito sicuramente almeno una
volta.
Sintassi:
do {
istruzione;
} while (espressione_booleana);
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Le strutture di controllo (cont.)
L’istruzione for
■ L'istruzione for può essere considerata come una versione estesa
dell'istruzione while dove la fase di inizializzazione e la fase di modifica
della variabile, o delle variabili che controllano il ciclo, sono espresse
esplicitamente come parte dell'istruzione
for (int i=0 ; i<10 ; i++)
faiQualcosa();
Sintassi:
for (inizializzazione; valore-booleano; incremento) istruzione;
■ La prima, istruzione di inizializzazione, viene eseguita una sola volta
prima di entrare nel ciclo, la seconda, condizione d’uscita, viene
valutata prima di ogni iterazione, analogamente alla condizione di uscita
del while, mentre la terza, istruzione d’incremento, viene eseguita al
termine del corpo del ciclo, giusto prima di una nuova valutazione della
condizione d'uscita.
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Le strutture di controllo (cont.)
Istruzioni di ramificazione
■ Il linguaggio Java consente l’uso di tre parole chiave che consentono di
modificare in qualunque punto del codice il normale flusso
dell’esecuzione dell’applicazione con effetto sul blocco di codice in
esecuzione o sul metodo corrente. Queste parole chiave sono tre (come
schematizzato nella tabella seguente) e sono dette istruzioni di
“branching” o ramificazione.
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Le strutture di controllo (cont.)
L’istruzione break
■ Questa istruzione consente di forzare l’uscita da un ciclo aggirando il
controllo sulla espressione booleana e provocandone l’uscita immediata
in modo del tutto simile a quanto già visto parlando della istruzione
switch.
■ L’istruzione break viene utilizzata in quei casi in cui risulta conveniente
controllare la condizione d’uscita in momenti differenti dall’inizio o dalla
fine del ciclo.
int i = getUserSelection();
Notare come l’istruzione break aumenta l’efficienza
del codice scritto, ma non sempre risulta
strettamente necessario alla sua corretta
esecuzione
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switch (i)
{
case 1:
faiQualcosa();
break;
case 2:
faiQualcosAltro();
break;
default:
nonFareNulla();}
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Le strutture di controllo (cont.)
L’istruzione continue
■ A differenza del caso precedente questa istruzione non interrompe
l’esecuzione del ciclo di istruzioni, ma al momento della chiamata
produce un salto alla parentesi graffa che chiude il blocco restituendo il
controllo alla espressione booleana che ne determina l’esecuzione.
int i=-1;
int pairs=0;
while(i<20)
{
i++;
if((i%2)!=0) continue;
pairs ++;
}
Le righe di codice descritte calcolano quante
occorrenze di interi pari ci sono in una sequenza
di interi compresa tra 1 e 20 e memorizzano il
valore in una variabile di tipo int chiamata
“pairs”. Il ciclo while è controllato dal valore della
variabile i inizializzata a –1. La riga 6 effettua un
controllo sul valore di i: nel caso in cui i
rappresenti un numero intero dispari viene
eseguito il comando continue ed il flusso ritorna
alla riga 3. In caso contrario viene aggiornato il
valore di pairs.
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Le strutture di controllo (cont.)
L’istruzione return
Questa istruzione rappresenta l’ultima istruzione di ramificazione e può
essere utilizzata per terminare l’esecuzione del metodo corrente
tornando il controllo al metodo chiamante. Return può essere utilizzata
in due forme:
return valore;
return;
La prima forma viene utilizzata per consentire ad un metodo di ritornare
valori al metodo chiamante e pertanto deve ritornare un valore
compatibile con quello dichiarato nella definizione del metodo. La
seconda può essere utilizzata per interrompere l’esecuzione di un
metodo qualora il metodo ritorni un tipo void.
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Le strutture di controllo (cont.)
L’istruzione break con etichetta
■ L’istruzione break provoca l’uscita da una singola struttura while, for, do/ while
o switch. Per uscire da un insieme di strutture nidificate, invece, è possibile
utilizzare l’istruzione break con etichetta che, quando viene eseguita in una
struttura while, for, do/ while o switch, provoca l’uscita immediata da quella
struttura e da un qualsiasi numero di strutture iterative ivi racchiuse.
■ In questi casi, l’esecuzione del programma riprende con la prima istruzione
dopo l’istruzione composta con etichetta (ovvero un gruppo di istruzioni
composte tra parentesi graffe e precedute da etichetta)
search:
for (i = 0; i < arrayOfInts.length; i++) {
for (j = 0; j < arrayOfInts[i].length;
j++) {
if (arrayOfInts[i][j] == searchfor) {
foundIt = true;
break search;
}
}
}
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Fondamenti di java
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Costruttori
■ Un oggetto Java viene sempre creato tramite un metodo
speciale detto costruttore
■ Ogni classe ha uno o piu` costruttori
class ContoCorrente {
ContoCorrente() {
// generico
}
ContoCorrente(Persona
richiedente) {
// intestato
}
}
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Package
■ L’idea originale (Common Lisp) è quella di un sistema
per organizzare i simboli
■ nomi comuni come ad esempio “Persona” sono
facilmente usati in più programmi
■ i package possone essere utilizzati per contestualizzare
il nome di una classe
package it.unisalento;
Persona
package
it.ministeroDelleFinanze;
package
it.unile.admin;
Persona
Dipendente
Contribuente
Studente
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Package Java
■ I package sono meccanismi per raggruppare definizioni di classe in
librerie.
■ Il meccanismo è provvisto di una struttura gerarchica per
l’assegnamento di nomi alle classi in modo da evitare eventuali collisioni
in caso in cui alcuni programmatori usino lo stesso nome per differenti
definizioni di classe.
■ Le classi possono essere mascherate all’interno dei package
implementando l’incapsulamento anche a livello di file.
■ Le classi di un package possono condividere dati e metodi con classi di
altri package
■ I package forniscono un meccanismo efficace per distribuire oggetti
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Package Java (cont.)
■ I package combinano definizioni di classi in un unico archivio la cui
struttura gerarchica rispetta quella dei file system.
■ I nomi dei package sono separati tra loro da punto. La classe Vector ad
esempio fa parte del package java.util archiviato nel file tools.jar
■ Secondo le specifiche, il linguaggio riserva tutti i package che iniziano
con java per le classi che sono parte del linguaggio. Ciò vuol dire che
nuove classi definite da un utente devono essere raggruppate in
package con nomi differenti da questo.
■ Le specifiche suggeriscono inoltre che package generati con classi di
uso generale debbano iniziare con il nome dell’azienda proprietaria del
codice. Ad esempio se la pippo corporation avesse generato un
insieme di classi dedicate al calcolo statistico, le classi dovrebbero
essere contenute in un package chiamato ad esempio pippo.stat
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Roberto Vergallo
Package Java (cont.)
■ Una volta definito il nome di un package, affinché una
classe possa essere archiviata al suo interno, è necessario
aggiungere una istruzione package all’inizio del codice
sorgente che definisce la classe. Per esempio all’inizio di
ogni file contenente i sorgenti del package pippo.stat è
necessario aggiungere la riga:
package pippo.stat;
questa istruzione non deve assolutamente essere
preceduta da nessuna linea di codice.
■ In generale, se una classe non viene definita come
appartenente ad un package, il linguaggio per definizione
assegna la classe ad un particolare package senza nome.
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Package (2)
■ L’idea originale (Common Lisp) è di un sistema di
organizzazione dei simboli:
– si usa quindi una notazione qualificata composta da un
prefisso e da un simbolo
esempio: it.unisalento.Persona
– la pseudo-istruzione package definisce il package di
riferimento
– la pseudo-istruzione import serve ad abbreviare i
riferimenti simbolici
package it.unisalento.esercitazioniPPS;
import it.unisalento.Persona;
class StudenteDelCorsoPPS {
Persona p;
...
}
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Packages & directories
■ In Java il sistema dei package è anche un modo per
organizzare le classi (sia .java che .class):
– la struttura del prefisso viene trasformata in percorso
nel file system :
it.unisalento.Persona
diventa
$CLASSPATH/it/unisalento/Persona (.java o .class)
– i classloader della macchina virtuale (i.e. java) e del compilatore (i.e
javac) usano le stesse convenzioni.
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Protezioni
■ L’accesso alle entità di classe o di istanza può essere protetto
■ In Java vi sono quattro livelli di protezione e tre parole chiave:
– public
– protected
– private
accesso senza restrizioni
solo nello stesso package o nelle sottoclassi
solo nella classe
class ContoCorrente {
private float saldo;
...
float saldo(Persona richiedente) {
if (richiedente.autorizzato())
return saldo;
else
class MountainBike {
void cambiaRapporto(int r) {
attivaProtezione();
super.cambiaRapporto();
disattivaProtezione();
}
private void attivaProtezione() {...}
nega informazione
}
}
}
private void disattivaProtezione() {...}
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Roberto Vergallo
Protezioni: esempio
class Automobile {
// attributi di classe
static int numeroDiRuote = 4;
static public boolean haTarga = true;
static private Vector archivio;
// attributi di istanza
public String marca;
public String colore;
public int annoDiImmatricolazione;
public String targa;
public int numero DiCavalli;
protected Persona titolare;
private int rapporto;
// metodi di classe
static protected void inserisciInArchivioAutoveicoli(Automobile
a) {
archivio.addElement(a);
}
...
// metodi di istanza
public void cambiaRapporto(int r) {
...
rapporto = r;
}
public int rapporto() {
return rapporto;
}....
...
}
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Modificatore public
■ Di default, la definizione di una classe Java può essere utilizzata solo
dalle classi all’interno del suo stesso package. Per esempio,
assumiamo di aver scritto un’applicazione in un file App.java non
appartenente a nessun package e, supponiamo che esista una classe
Stack appartenente al package app.stack. Per definizione, App.java non
potrà accedere alla definizione di classe di Stack.
Package app.stack;
class Stack {
int data[];
int ndata;
void push(int i)
{
…
}
int pop()
{
…
}
}
Fondamenti di java
Package app.stack;
Public class Stack {
int data[];
int ndata;
void push(int i)
{
…
}
int pop()
{
…
}
}
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Istruzione import
■ Il runtime di Java fornisce un ambiente completamente dinamico. Le
classi non vengono caricate fino a che non sono referenziate per la
prima volta durante l’esecuzione dell’applicazione.
■ Dal momento che le classi possono essere organizzate in package, è
necessario specificare a quale package una classe appartenga pena
l’incapacità della virtual machine di trovarla.
■ Un modo per indicare il package a cui una classe appartiene è quello di
specificare il package ad ogni chiamata alla classe ossia utilizzando
nomi qualificanti. Riprendendo la classe Stack appartenente al package
app.stack, il suo nome qualificante sarà app.stack.Stack
■ L’uso dei nomi qualificanti non è sempre comodo soprattutto per
package organizzati con gerarchie a molti livelli. Per venire incontro al
programmatore, Java consente di specificare una volta per tutte il nome
qualificato di una classe all’inizio del file utilizzando la parola chiave
import
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Istruzione import (cont.)
■ L’istruzione import ha come unico effetto quello di
identificare univocamente una classe e quindi di consentire
al compilatore di risolvere nomi di classe senza ricorrere
ogni volta a nomi qualificanti
import app.stack.Stack;
■ Capita spesso di dover utilizzare un gran numero di classi
appartenenti ad un unico package. Per questi casi
l’istruzione import supporta l’uso di un carattere fantasma
che risolve il nome di tutte le classi pubbliche di un package
import app.stack.*;
import app.stack.S*: //non è consentito
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