Polimorfismoper Genericità

in Java

Corso di Linguaggi diProgrammazione ad Oggetti 1

A.A. 2003/04

A cura diEloisa Vargiu

Corso di Linguaggi di Programmazione ad Oggetti 1

Eloisa Vargiu

Polimorfismo

ad-hoc

universal

parametric

inclusion

coercion

overloading

polymorphism

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Polimorfismo Ad-Hoc: Overloading

l Un metodo può essere “sovraccaricato” per manifestare diversi comportamenti

l I metodi di cui si fa l’overlaoding devonoessere distinguibili per numero e/o tipi diparametri passati in ingresso

l NON è possibile che due metodi differiscanosolamente per il tipo restituito

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Overloading: Esempio

public class MyClass {public void myMethod(){ … }

public void myMethod(Obj obj){ … }

public void myMethod(Obj obj, int v){ … }

}

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Polimorfismo Ad-Hoc: Overloading

l Anche i costruttori possono essere“sovraccaricati”

l Per richiamare un costruttore dentro un altrocostruttore si usa il costrutto this( ) con i relativi parametri

l Questo meccanismo può ovviare allamancanza dei parametri di default

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Overloading: Esempio

public class MyClass {public void MyClass(int a, int b){ … }

public void MyClass () { this(0,0) ;

}}

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Polimorfismo Ad-Hoc: Coercion

l Sui tipi primitivi si ha la coercion implicita :

double y ;int x ;System.out.println(x+y) ;

>> 42.0

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Polimorfismo Ad-Hoc: Coercion

l Per quanto riguarda gli oggetti si ha:l up-casting implicitol down-casting esplicito

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Coercion: Esempio

l Upcasting implicito:

public class MyClass {public void push(Object o) { … }[…]

}[…]Integer anInteger = new Integer(10);MyClass mc = new MyClass() ;mc.push(anInteger) ;

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Coercion: Esempio

l Downcasting esplicito:public class MyClass {public void push(Integer i) { … }[…]

}[…]Object anObject = new Object();Integer anInteger = new Integer(10);anObject = anInteger ;MyClass mc = new MyClass() ;mc.push((Integer) anObject) ;

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Polimorfismo Universale: per Inclusione

l Gli oggetti possono manifestare un comportamento polimorfo risalendo la catena di eredità

l Per creare il metodo più generico possibilebasterà passare come parametro un oggettodi classe Object

l Se si vuole che un metodo restituisca un oggetto il più generico possibile basteràrestituire un oggetto di classe Object

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Polimorfismo per Inclusione: Esempio

public class Stack {public Object[] buffer ;public void push(Object obj) { … }public Object top() { …}…

}

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Polimorfismo Universale: Parametrico

l La JDK1.5 introduce diverse estensioni al linguaggio, tra cui i “generics”

l I generics sono lo strumento fornito da Java per realizzare il polimorfismo parametrico

l Il comportamento e le funzionalità offerte daigenerics sono simili a quelle dei template in C++

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I generics in unadiapositiva!

l Esempio di codice che fauso del polimorfismo per inclusione:

List myIntList = new LinkedList();

myIntList.add(newInteger(0));

Integer i = (Integer) myIntList.getFirst();

Vedi API 1.4.1

l Esempio di codice che fauso del polimorfismoparametrico

List myIntList = new LinkedList<Integer>();

myIntList.add(newInteger(0));

Integer i = myIntList.getFirst();

Vedi API 1.5.1-betaa d -h o c

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Definizione di ClassiGeneriche

l La sintassi per la definizione di una classegenerica è la seguente:

modificare_di_accesso class NomeClasse<E> {modificare_di_accesso tipo_restituitonomeMetodo(E par1, …);…

}

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Definizione di ClassiGeneriche

l Un esempio è il seguente:

public class ArrayList<E> {void add(E x);…

}

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Definizione di CLassiGeneriche

l Quando viene istanziato un oggetto, tutte le occorrenze dei parametri formali di tipo sonosostituiti dal parametro attuale:

ArrayList<Integer> al = new ArrayList<Integer>() ;…

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Nota sulla traduzionedel codice generico

l Una dichiarazione di tipo generico è compilata una volta per tutte e posta in un singolo file di classe

l Non ci sono copie multiple del codice: nè in codice sorgente, nè in codice binario, nel sudisco o in memoria

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Nota sulla convenzionedei nomi

l La raccomandazione che viene fatta è che siusino nomi piccoli, possibilmente costituiti daun singolo carattere

l Il nome deve in qualche modo evocare ciò a cui si fa riferimento

l Ad esempio si usa la lettera E per indicare gliElementi di un contenitore

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Generics e Sottotipi

l Consideriamo il seguente codice:

List<String> ls = new ArrayList<String>();List<Object> lo = ls ;

l Una lista di String è una lista di Object?

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Generics e Sottotipi

l Se la rispota fosse affermativa, il seguentecodice sarebbe corretto:

lo.add(new Object()) ; String s = ls.get(0) ;

l Ma quest’ultima linea di codice cercherebbedi assegnare un Object ad uno String!

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Generics e Sottotipi

l Java risolve il problema alla radice……la riga di codice

List<Object> lo = ls;

l Genera un errore a tempo di compilazione!

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Generics e Sottotipi

l In generale non vale la seguentecorrispondenza:

Base

Derived

G<Base>

G<Derived>

X

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Wildcards

l Per poter agire lungo la catena di ereditarietàbisogna considerare parametri più flessibili

l Supponiamo di lavorare con collezioni dioggetti

l Da quanto detto poco fa Collection<Object>non è il supertipo di tutte le collezioni…

l …ma allora qual è il supertipo di tutte le collezioni?

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Wildcards

l Il supertipo di tutte le collezioni è:Collection<?>

l Si legge “collezione di sconosciuti” l Il simbolo ? è chiamato “tipo wildcard”

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Esempio di Wildcards

l Supponiamo di voler stampare tutti glielementi di una collezione.

l In maniera classica dovremmo scrivere:

void printCollection(Collection c) {Iterator i = c.iterator();for(k=0; k<c.size(); k++) {System.out.println(i.next()) ;

}

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Esempio di Wildcards

l Con la nuova sintassi possiamo scrivere:

void printCollection(Collection<?> c){for(Object e:c) {

System.out.println(e) ;}

l Da notare che l’uso di Object non comporta rischi in quanto ciascun oggetto della Collection è sicuramente un Object

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Wildcards Limitati

l Consideriamo la seguente catena di eredità:

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Shape

Circle Rectangle

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Wildcards Limitati

l Il cui codice è il seguente:

public abstract class Shape {public abstract void draw(Canvas c) ;

}public class Circle extends Shape {private int x,y, radius ;public void draw(Canvas c) { … }

}

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Wildcards Limitati

public class Rectangle extends Shape {private int x,y, width, height ;public void draw(Canvas c) { … }

}public class Canvas {public void draw(Shape s) {s.draw(this) ;

}}

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Wildcards Limitati

l Un oggetto Canvas è dunque in grado didisegnare un qualunque oggetto Shape

l Supponendo di avere una lista di Shapeconsideriamo il codice di un metodo per la stampa di oggetti di tipo Shape:

public void drawAll(List<Shape> shapes) {for(Shape s:shapes) { s.draw(this) ; }

}

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Wildcards Limitati

l Il metodo drawAll stamperebbe solamenteoggetti di tipo Shape e non i suoi sottotipi…

l Per poter stampare qualsiasi oggetto facenteparte della catena di eredità di Shape bisogna modificare la signature del metododrawAll nel seguente modo:

public void drawAll(List<? extends Shape> shapes) ;

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Wildcards Limitati

l List<? extends Shape> è un esempio diwildcard limitato che permette di utilizzarequalsiasi tipo di oggetto a patto che estendaShape.

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Metodi Generici

l Così come abbiamo visto per le classi, i metodi possono essere definiti generici

l La sintassi è la seguente:

modificatore_di_accesso <T>tipo_restituito nomeMetodo

(tipoPar1 par1, …, tipoGen<T> parG, …)

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Metodi Generici

l Un esempio è il seguente:

public <T> booleancontainsAll(Collection<T> c) { …}

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Esempio di Uso di MetodiGenerici

public class C {static <T> void fromArrayToCollection(T[] a, Collection<T> c) {

for (T o : a) { c.add(o); }}

}

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Esempio di Uso di MetodiGenerici

l Tale metodo può essere usato con qualsiasitipo di collezione:

Object[] oa = new Object[100];Collection<Object> co = new ArrayList<Object>();C.fromArrayToCollection(oa, co);// T è un ObjectString[] sa = new String[100];Collection<String> cs = new ArrayList<String>();C.fromArrayToCollection(sa, cs);// T è uno StringC.fromArrayToCollection(sa, co);// T è un Object

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Metodi Generici e Wildcards

l Quando usare i metodi generici e quando i wildcards?

l Consideriamo il seguente esempio:

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interface Collection<E> {boolean containsAll(Collection<?> c);

boolean addAll(Collection<? extends E> c);

}

interface Collection<E> {<T> boolean containsAll(Collection<T> c);

<T extends E> booleanaddAll(Collection<T> c);

}

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Metodi Generici e Wildcards

l Quando si vuole permettere ad un metodo dipoter avere una varietà di tipi di argomentiattuali si usano i wildcards

l Quando si vogliono esprimere dipendenze trai tipi di uno o più argomenti di un metodo e/oper il suo tipo restituito si usano i metodigenerici

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