Concepte fundamentale ale limbajelor de programare. Limbaje de programare orientate pe obiecte Curs 10 conf. dr. ing. Ciprian-Bogdan Chirila

Transcription

1 Concepte fundamentale ale limbajelor de programare Limbaje de programare orientate pe obiecte Curs 10 conf. dr. ing. Ciprian-Bogdan Chirila

2 Cuprins programarea orientata pe obiecte mostenire legarea dinamica programarea orientata-obiect in Java aspect generale example programarea orientata-obiect in C# programarea orientata-obiect in Lisp definirea obiectelor si accesarea componentelor mostenirea de sloturi mostenirea de metode si transmiterea mesajelor

3 Introducere in POO obiecte orientare-obiect atasata la fiecare faza de dezvoltare software proiectare dezvoltare testare componente de medii software baze de date sisteme de operare IDEs

4 Introducere in POO dezvoltarea software incepe de la identificarea de obiecte din lumea reala rezolvarea problemei inseamna crearea unui model a acelei realitati modelul va contine obiecte ce interactineaza intre ele obiectele sunt modele ale obiectelor din lumea reala si a operatiunilor prin care interactioneaza

5 Introducere in POO descrierea obiectelor este facuta prin tipuri de date abstracte programarea orientata pe obiecte programul este organizat pe o multime de obiecte descries prin tipuri abstracte de date limbaje de programare bazate pe obiecte Ada, Simula 67, Modula 2

6 Programare orientata pe obiecte conceptul central este obiectul obiectul are stare proprie multime de campuri / atribute comportament multime de metode prin aplicarea metodelor starea obiectului se schimba starea obiectului este definita prin variabilele sale in mod implicit ele sunr inaccesibile din exterior intermediul metodelor accesibile din exterior obiectele interactioneaza unul cu celalalt

7 Obiectul este o instantiere a unei clase clasa este un constructor de tip ce descrie variabilele si metodele obiectelor instantiate prin acea clasa programarea claselor este un concept fundamental in programarea bazata pe obiecte programarea orientata pe obiecte are doua trasaturi in plus mostenirea legarea dinamica

8 Mostenirea este trasatura ce permite definirea de clase noi ce iau variabilele de stare functiile ce dau comportamentul clasa noua este numita subclasa a celei originale clasa veche este numita superclasa pentru clasa nou definita

9 Mostenirea permite definirea unei clase fara a o scrie de la zero aceasta facilitate este valida daca exista deja inca o clasa cu caracteristici comune este posibil pentru o superclasa sa aibe atribute noi metode noi attribute redefinite metode redefinite conceptul este numite specializare

10 Exemplu o stiva ce implementeaza operatia de adaugare pentru o pereche de elemente clasa noua va fi implementata ca o extensie a clasei stiva definita in cursul anterior

11 Exemplu stack_spec type stack_spec(nr_max:integer) extends stack=class operations push_2; procedure push_2(x,y:integer); begin push(x); push(y); end; begin end;

12 Exemplu stack_spec var st : stack_spec; st := new stack_spec(150); st.push(15); st.push_2(155,25);

13 Exemplu stack_spec type stack_spec_spec(nr_max:integer) extends stack_spec=class operations under_top,top,pop; function top():integer; begin if not empty() then return tab_st[ind-1]; else return 1; end if; end;

14 Exemplu stack_spec function pop():integer; begin if not empty() then ind:=ind-1; return tab_st[ind]; else return 1; end if; end;

15 Exemplu stack_spec function under_top():integer; begin if not empty_spec() then return tab_st[ind-2]; else return 1; end if; end;

16 Exemplu stack_spec function empty_spec():boolean; begin return ind <= 2; end;

17 Exemplu stack_spec var st1 : stack = new stack(100); st2 : stack_spec = new stack_spec(50); st3 : stack_spec_spec = new stack_spec_spec(80); i: integer; i := st1.under_top(); --ilegal i := st2.under_top(); --ilegal i := st3.under_top();

18 Exemplu stack_spec st1.push_2(150,12); --ilegal st2.push_2(11,110); st3.push_2(5,17); i := st1.top(); --if the stack is empty, an exception is generated i := st2.top(); --if the stack is empty, an exception is generated i := st3.top(); --if the stack is empty, -1 is returned

19 Legarea dinamica st : stack; i : integer; with_exception : boolean; if with_exception then st:=new stack(100); else st:=new stack_spec_spec(100); end if; i:=st.top();

20 Programarea orientataobiect in Java proiectul a fost lansat la compania Sun in 1990 un limbaj de programare pentru dispositive electronice domestice scopul a fost acela de a face programele sa traiasca pe diferite arhitecturi hardware din 1993 incepand cu dezvoltarea aplicatiilor web Java a fost proiectat astfel incat aplicatiile sa fie executate pe orice calculator conectat la Internet indifferent de arhitectura sa

21 Limbajul de programare Java a preluat multa sintaxa de la C si de la C++ unele trasaturi au fost eliminate din motive de securitate au fost eliminati pointerii a fost eliminata dealocarea explicita a memoriei a fost eliminata mostenirea multipla portabilitatea este bazata pe compilatorul de Java ce genereaza byte code codul binary ce poate fi executat pe orice masina avand o masina virtuala ruland peste ea

22 Comparatii cu alte limbaje de programare inspirat mai mult din SmallTalk si Eiffel mai putin din C++ SmallTalk este un limbaj de programare orientat obiect extrem opereaza numai cu obiecte chiar si pentru tipurile de baza un intreg este un obiect operatiile intre obiecte sunt transmise ca mesaje

23 Comparatii cu alte limbaje de programare C++ este un limbaj de programare orientat spre structuri de date echipat ulterior cu trasaturi orientate-obiect in Java toate entitatile sunt obiecte exceptand tipurile primitive (integer, real, character, boolean) datele pot fi accesate direct prin nume obiectele pot fi accesate indirect prin referinte must be created explicitly by new operations trebuie sa fie create explicit prin operatii new

24 Bibliotecile Java multime bogata de clase predefinite dezvoltare rapida a aplicatiilor set de instrumente de ferestre ferestre ferestre dialog grafica animate: AWT, Swing, JavaFX conexiuni de retea evenimente tratate de ascutatorii de mouse mostenirea si refefinirea permit adaptarea caselor spre necesitati specifice

25 Exemplu Java un program Java este un set de clase una din ele trebuie sa contina metoda main necesara ca punct de pornire al programului pentru applet-uri nu exista metoda main nevoie de o instanta a clasei java.applet.applet la applet subclasa trebuie sa contina metodele init() si paint() trebuie sa fie inclusa intr-o pagina web ruleaza intr-un browser

26 Exemplu Java public class Circle protected double x, y, r; public static int num_circles = 0; public Circle(double x, double y, double r) this.x=x; this.y=y; this.r=r; num_circles++; }

27 Exemplu Java public Circle(double r) this(0.0, 0.0, r); } public Circle(Circle c) this(c.x, c.y, c.r); }

28 Exemplu Java public Circle() this(0.0, 0.0, 1.0); }

29 Exemplu Java public double circumference() return 2* *r; } public double area() return *r*r; }

30 Exemplu Java import java.awt.*; public class GraphicCircle extends Circle protected Color outline, fill; public GraphicCircle(double x, double y, double r, Color outline, Color fill) } super(x, y, r); this.outline=outline; this.fill=fill;

31 Exemplu Java public GraphicCircle(Color outline, Color fill) this.outline=outline; this.fill=fill; } } public void draw(drawwindow dw) dw.drawcircle(x,y,r,outline,fill); }

32 Exemplu Java import java.awt.*; public class GraphicCircleSmart extends GraphicCircle public GraphicCircleSmart(double x, double y, double r,color outline, Color fill) } super(x, y, r,outline,fill); public GraphicCircleSmart(Color outline, Color fill) super(outline,fill); }

33 Exemplu Java public void draw(drawwindow dw) super.draw(dw); dw.drawline(x-r, y, x+r, y, outline); dw.drawline(x, y+r, x, y-r, outline); }

34 Exemplu Java } public void put_outline(color outline) this.outline=outline; } public void put_fill(color fill) this.fill=fill; }

35 Exemplu Java public class DrawWindow public void drawcircle(double x, double y, double r,color outline, Color fill) } public void drawline(double x1, double y1, double x2,double y2, Color outline) } }

36 Exemplu Java import java.awt.* public class the_main public static void main (String args[]) Color foroutline=new Color( ); Color forfill=new Color( ); DrawWindow thefirstwd=new DrawWindow( ); DrawWindow thesecondwd=new DrawWindow( );

37 Exemplu Java Color cl; double total_area=0; GraphicCircle tabcircle[]=new GraphicCircle[4]; DrawWindow tabwindow[]=new DrawWindow[4]; tabcircle[0]=new GraphicCircle(1.0, 1.0, 1.0, foroutline, forfill); tabwindow[0]=thefirstwd;

38 Exemplu Java tabcircle[1]=new GraphicCircleSmart(forOutline,forFill); tabwindow[1]=thesecondwd; tabcircle[2]=new GraphicCircle(forOutline,forFill); tabwindow[2]=thefirstwd;

39 Exemplu Java tabcircle[3]= new GraphicCircleSmart(5.0, 7.0, 3.0, foroutline,forfill); tabwindow[3]=thesecondtwd;

40 Exemplu Java for(init I=0; I<tabCircle.length; I++) } total_area+=tabcircle[i].area(); tabcircle[i].draw(tabwindow[i]);

41 Exemplu Java cl=new Color ( ); tabcircle[1].put_outline(cl); //illegal ((GraphicCircleSmart)tabCircle[1]).put_online(cl); tabcircle[1].draw(thefirstwd);

42 Comentarii la exemplul Java exemplul este o aplicatie Java clasa Circle implementeaza atributele cercului metodele circumferinta arie

43 Constructori 3 constructori metode avand acelasi nume cu clasa se executa cand este creat un obiect activarea unuia dintre ei se face pe baza de semnatura daca nu este definit niciunul atunci exista unul implicit fara parametri cu corp vid are rol de alocare de memorie

44 Variabile si metode modificatorii se aplica la membrii claselor variabile si metode modificatorul private vizibil doar in clasa modificatorul public vizibil de oriunde

45 Variabile si metode atribute ne-statice (dinamice) asociate cu obiectele metodele sunt la fel pentru toate obiectele, dar datele nu sunt membrii statici asociati claselor nu sunt asociati obiectelor!!! num_circles numara instantierile claselor

46 Mostenirea clasa GraphicCircle este subclasa a clasei Circle extinde metoda draw() metoda deseneaza un cerc intr-o fereastra data ca parametru fereastra este modelata de clasa DrawWindow culorile sunt modelate de java.awt.color awt Abstract Windowing Toolkit Swing, SWT - Standard Widget Toolkit, JavaFX

47 Mostenirea clasa GraphicCircleSmart este subclasa a clasei GraphicCircle extinde clasa cu put_outline si put_fill redefineste metoda drawing de desenare clasa the_main contine metoda main cele doua tablouri prezente sunt tratate ca si obiecte dimensiunea tabloului este accesata prin campul numit length la crearea tabloului fiecare element este null tabloul tine doar referinte la obiecte

48 Programarea orientataobiect in C# creat de compania Microsoft pentru platforma.net ca si Java este derivat din C si C++ conceptul de portabilitate este luat de la Java bazat pe limbajul MSIL Microsoft intermediate language cadrul de lucru.net este masina virtuala programarea se face in mai multe limbaje de programare fiecare partea a programului poate fi scrisa in cel mai expresiv limbaj de programare integrarea completa cu platforma Windows

49 Programarea orientataobiect in C# programele C# incep cu functia Main sistemele C# contin clase clasele sunt organizate in ierarhii pe baza de mostenire legat de mostenire superclasa sau clasa de baza subclasa sau clasa derivata mostenirea multipla nu este permisa o clasa nu poate avea mai multe superclase

50 Exemplu de cod C# using System; // A class representing bi-dimensional objects. class Shape2D public double width; public double height; public void showdim() Console.WriteLine("Width and height are " + width +" and " + height); } }

51 Exemplu de cod C# // class Triangle derives from class Shape2D. class Triangle : Shape2D public string typeoftriangle; public double area() return width * height / 2; } public void showtype () Console.WriteLine("Triangle is " + typeoftriangle); } }

52 Exemplu de cod C# class Shapes public static void Main() Triangle t1 = new Triangle(); t1.width = 4.0; t1.height = 4.0; t1.typeoftriangle = "isosceles";

53 Exemplu de cod C# Triangle t2 = new Triangle(); t2.width = 8.0; t2.height = 12.0; t2.typeoftriangle = "rectangular";

54 Exemplu de cod C# ConsoleWriteln("Information about t1: "); t1.showtype(); t1.showdim() ;

55 Exemplu de cod C# ConsoleWriteLine("Triangle area is " + t1.aria()); ConsoleWriteLine(); } ConsoleWriteln("Information about t2: "); t2.showtype(); t2.showdim() ; ConsoleWriteLine("Triangle area is " + t2.aria()); }

56 Comentarii Clasa Shape2D defineste atributele unei forme generice Square Rectangle Triangle Clasa Triangle este derivata din Shape2D un atribut a fost adaugat: typeoftriangle doua metode au fost adaugate: area(), showtype() este capabila de a referi atributele de tip Shape2D ca fiind proprii

57 Bibliografie Horia Ciocarlie The programming language universe, second edition, Timisoara, 2013 Carlo Ghezzi, Mehdi Jarayeri Programming Languages, John Wiley, Ellis Horrowitz Fundamentals of programming languages, Computer Science Press, Donald Knuth The art of computer programming, 2002.