OOP with C#

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La programmazione ad oggetti in C#: incapsulamento, ereditarietà e polimorfismo con esempi di codice ed esercizi.

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OOP with C#

  1. 1. www.manuelscapolan.it LEZIONE 02
  2. 2. 2C# è un linguaggio orientato agli oggetti
  3. 3. • Una classe è l’astrazione di un concetto, spesso riconducibile a entità del mondo reale • La dichiarazione ne definisce i membri divisi tra caratteristiche (attributi o campi) e funzionalità (metodi) Classi 3
  4. 4. • La classe rappresenta lo “stampo” con cui vengono creati gli oggetti • Un oggetto è detto istanza di una classe dalla quale prende struttura e funzionalità • Per creare un oggetto si utilizza un costruttore della classe richiamato dalla parola chiave new Classi e istanze 4
  5. 5. • E’ un metodo senza valore di ritorno, con lo stesso nome della classe • E’ utilizzato per inizializzare i campi minimi che rendono valido un oggetto • Se non definito il compilatore ne crea uno senza parametri Costruttore 5
  6. 6. • Possono essere definiti per una stessa classe più costruttori (in overloading) ed è possibile richiamarli tramite la parola chiave this Overloading costruttore 6
  7. 7. • L’interazione tra le entità di un dominio avviene tramite lo scambio di messaggi (ovvero chiamate ai metodi) Scambio di messaggi 7 Destinatario del messaggio Parametri Nome del messaggio
  8. 8. Incapsulamento Uno dei principi della programmazione ad oggetti prevede di nascondere le informazioni interne (information hiding) di una classe al fine di mantenere uno stato consistente 1 8
  9. 9. • Per proteggere lo stato interno di una classe si utilizzano le proprietà: • In C# 3.0 possiamo inizializzarle così: Proprietà 9 Modificatori di accesso Prima di assegnare un valore posso eseguire una validazione Posso personalizzare il modificatore di accesso
  10. 10. • In C# 3.0 gli oggetti possono essere inizializzati direttamente nella chiamata al costruttore: Object initializers 10 Non necessariamente deve essere un costruttore vuoto
  11. 11. • Sono condivisi da tutte le istanze di una classe, possiamo avere: Membri di classe o static 11 – Campi statici – Costruttori statici (inizializzazione che avviene una volta sola per tutte le eventuali istanze e prima del costruttore dell’oggetto) – Metodi statici (es. String.Format) – Proprietà statiche – Classi statiche (nessun membro di istanza)
  12. 12. • In C# 2.0 è possibile scrivere una classe in due file distinti e attraverso la parola chiave partial ci penserà il compilatore ad unirle in un’unica definizione (vedi designer.cs) Partial Class 12
  13. 13. • Con i metodi parziali è possibile creare nelle classi dei punti di estensione indispensabili nella code generation • I metodi parziali sono disponibili con C# 3.0 Partial Method 13 1) Non possono avere un valore di ritorno 2) Sono privati 3) Non possono avere parametri in output
  14. 14. Ereditarietà Posso derivare nuove classi a partire da altre già definite. La classe derivata mantiene i metodi e gli attributi della classe da cui deriva (classe base). Posso aggiungere nuovi attributi e metodi e modificare il comportamento di quelli esistenti 2 14
  15. 15. • In C#, contrariamente a Java, posso ereditare da una sola classe • Non utilizzate mai l’ereditarietà con l’unico scopo di riutilizzare il codice! Ereditarietà singola 15 Classe base Classi derivate
  16. 16. • Se definiamo nella classe base dei metodi virtual possiamo ridefinire nelle derivate l’implementazione tramite override Metodi virtual e override 16 Richiamo l’implementazione della classe base
  17. 17. • Se un metodo non è virtual non posso fare l’override, ma posso definire un metodo con la stessa firma tramite la parola chiave new Metodi new 17
  18. 18. • Molte volte non ha senso avere una istanza della classe base se non per ottenere una delle sue derivate • Una classe base definita solo per essere derivata è una “classe astratta”, non può essere istanziata anche se può comunque contenere attributi e implementare metodi Classi abstract 18
  19. 19. • E’ possibile impedire che una classe possa essere ereditata definendola sealed • Magari per evitare che un override possa negativamente o erroneamente modificarne l’utilizzo • Contro: complica il testing (mocking) Classi sealed 19
  20. 20. 1) In un namespace Library definire le entità libro e autore (Book e Author). Specificare per l’autore nome e cognome. Il libro ha le seguenti caratteristiche: titolo, ISBN, data pubblicazione, casa editrice, autore/i e numero pagine. 2) Definire per il libro una serie di costruttori per inizializzarlo a partire da: • Titolo, ISBN e data di pubblicazione • Oltre ai precedenti anche un autore o più. Nel caso di più autori che sia possibile specificarli come insieme o uno alla volta 3) Eseguire l’override di ToString() per stampare a video la copertina. Inizializzare quindi nel main del programma un insieme di libri con rispettivi autori e stampare in console le loro copertine (utilizzare la classe ArrayList) Esercizi 20
  21. 21. 4) Realizzare un extension method che consenta di sapere se un determinato libro è multi-autore 5) Aggiungere alla classe autore un metodo virtual (DescriptionToCover) che ritorna il nome completo 6) Definire una classe co-autore (CoAuthor) che deriva dalla classe autore e re-implementa il metodo virtuale mettendo come prefisso la scritta (“Forewords by “) 7) Impedire la possibilità di poter derivare dalla classe co-autore 8) Aggiungere un co-autore a un libro e verificare che venga correttamente stampato in copertina Esercizi 21
  22. 22. Polimorfismo L’override di un metodo virtual di una classe base nelle sue derivate permette di chiamare poi quel metodo su classi diverse senza dover conoscere a compile-time la specifica classe derivata che lo implementa 3 22
  23. 23. • Posso utilizzare le classi derivate tramite un riferimento alla classe base Classe base e classi derivate 23 accedo al metodo della classe derivata tramite la classe base
  24. 24. • Con il polimorfismo a compile-time perdiamo il tipo concreto di una classe • Per conoscere a compile-time il tipo di una classe possiamo utilizzare is e as Di che tipo è questa classe? as e is 24 devo fare comunque un cast per poter usare l’istanza della classe derivata …
  25. 25. • Devo poter usare una classe derivata senza conoscerla … ovvero usandola per mezzo della classe base • Ottengo un minor accoppiamento fra moduli e un’ereditarietà più solida Principio di sostituibilità di Liskov 25 If for each object o1 of type S there is an object o2 of type T such that for all programs P defined in terms of T, the behavior of P is unchanged when o1 is substituted for o2 then S is a subtype of T. “ “
  26. 26. • Consideriamo l’ereditarietà tra quadrato e rettangolo … Violazione principio di Liskov 26 Il client conosce solo la classe base rettangolo
  27. 27. • Vediamo come sostituire uno switch per rendere il nostro codice più flessibile, mantenibile e pulito: Applicare il polimorfismo 27
  28. 28. • Proviamo ad applicare il polimorfismo: Applicare il polimorfismo 28 La classe principale diventa astratta Vengono definite delle derivate Nel client la classe derivata sarà creata tramite factory o attraverso dependency injection
  29. 29. • Una interfaccia è un insieme di membri astratti che una classe deve implementare per supportare un determinato comportamento Interfacce 29 definizione implementazione
  30. 30. • Ereditarietà multipla si può! • Una classe può implementare più di una interfaccia e una interfaccia può ereditare da più interfacce contemporaneamente Ereditarietà tra interfacce 30
  31. 31. Interfacce vs Classi abstract 31 Classe astratta (abstract) Interfaccia Definisce membri astratti che le derivate devono implementare Contiene solo membri astratti che devono essere implementati Posso aggiungere nuovi membri non-abstract senza modificare le classi derivate Estendere una interfaccia comporta la modifica di tutte le classi che la implementano Può avere uno stato al quale si può accedere dalla derivata Non può avere uno stato, ma posso definire delle proprietà senza implementazione Posso definire tramite metodi virtuali delle implementazioni predefinite I metodi non possono contenere implementazioni Posso derivare solo da una classe astratta, ovvero single-inheritance Una classe può implementare più interfacce e una interfaccia può ereditare da più interfacce, ovvero multiple-inheritance • Principali differenze:
  32. 32. • Una classe può avere come membro un’altra classe (composizione o delega) • Se la classe membro esiste esternamente alla relazione si parla di aggregazione • Segreto per vivere meglio: preferite la composizione all’ereditarietà! Composizione vs Ereditarietà 32
  33. 33. • Esempio di gerarchia di classi: Composizione vs Ereditarietà 33 Classe base astratta Classi derivate
  34. 34. • Regola: incapsula ciò che varia … Composizione vs Ereditarietà 34 La classe non è più astratta e ha un nuovo membro …
  35. 35. • L’interfaccia specifica ciò che varia Composizione vs Ereditarietà 35
  36. 36. • Obiettivo principale di un buon design è ottenere un’alta coesione e un basso accoppiamento • … e che cosa vuol dire?! – Coesione: correlazione tra le funzionalità messe a disposizione da un modulo (sia esso un insieme di metodi di una classe, un insieme di classi, una gerarchia, etc.) – Accoppiamento: (o dipendenza) si intende il grado con cui ciascun modulo fa affidamento su ciascuna delle altre componenti del programma Come costruire le nostre classi 36
  37. 37. 9) Riscrivere l’esempio dello switch utilizzando la composizione al posto del polimorfismo 10)Implementare nella classe libro l’interfaccia IComparable per ordinare i libri per titolo Esercizi 37
  38. 38. Slide 2 : http://www.flickr.com/photos/rmlowe/3281353786/ Slide 8 : http://www.flickr.com/photos/sinthonia/4439404454 Slide 14 : http://www.flickr.com/photos/pardeshi/1514977212 Slide 22 : http://www.flickr.com/photos/seelilie/4767842760 Credits Le immagini contenute in questa presentazione hanno licenza Creative Commons Contacts MANUEL SCAPOLAN website: www.manuelscapolan.it twitter: manuelscapolan e-mail: info@manuelscapolan.it 38

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