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laboratorio di calcolo IIAA 2003/04

ottava settimana

a cura di

Domizia Orestano

Dipartimento di FisicaStanza 159 - tel. (06 5517) 7281

www.fis.uniroma3.it/~orestanoorestano@fis.uniroma3.it

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI ROMA TRE

DIPARTIMENTO DI FISICA “E. AMALDI”

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Relazioni tra Concetti ed Ereditarietà

«A concept does not exist in isolation. It coexists with related concepts and derives much of its power from relationships with related concepts…» (B. Stroustrup)

Indipendenza tra Concetti e Programmazione Generica

«Independent concepts should be independently represented and should be combined only when needed. Where this principle is violated, you either bundle unrelated concepts together or create unnecessary dependencies. Either way, you get a less flexible set of components out of which to compose systems…» (B. Stroustrup)

Relazioni tra concetti Ereditarieta’

Concetti Indipendenti Templates

premessa

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L’implementazione di un metodo assume molte forme ( poli-morfismo ) ed e’ possibile scegliere “automaticamente” la

“forma” giusta

Polimorfismo a Run Time

La forma “giusta” viene scelta durante

l’esecuzione del programma

Polimorfismo a Compilation Time

La forma “giusta” viene scelta durante

la compilazione del programma

Programmazione Generica

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Voglio contare le gocce di pioggia che cadono sulle mattonelle di un pavimento

class Myfloor {

protected :

int element[4][4] ;

public:

// costruttori

// distruttore

// metodi di tipo set

// metodi di tipo get

// altri metodi (incremento)

// operatori

…………………………………..

} ;

Esempio 1

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Voglio studiare la distribuzione di massa in una lastra non omogenea

class Myplate {

protected :

double element[4][4] ;

public:

// costruttori

// distruttore

// metodi di tipo set

// metodi di tipo get

// altri metodi (incremento)

// operatori

…………………………………..

} ;

Esempio 2

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Voglio studiare il capo elettrico su un reticolo

class Myfield {

protected :

ThreeVector element[4][4] ;

public:

// costruttori

// distruttore

// metodi di tipo set

// metodi di tipo get

// altri metodi (incremento)

// operatori

…………………………………..

} ;

Esempio 3

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Stiamo scrivendo molte linee di codice praticamente identiche, ma non possiamo ri-utilizzare il codice attraverso il meccanismo

dell’Ereditarietà, infatti da un lato non ci sono relazioni sfruttabili tra le situazioni elencate e dall’altro attributi e metodi delle classi che abbiamo visto sono di tipo diverso.

Il problema

Ma la possibilità di ri-utilizzare del codice non era uno dei cardini della programmazione OO?

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Lezione 1: Requisiti per il software moderno

1. Robustezza

protezioni nell’accesso ai dati

2. Possibilità di ri-utilizzo del codice

1. economia di risorse umane ed economiche

2. maggiore affidabilità

3. Portabilità

1. verso sistemi operativi diversi

2. verso diverse versioni di uno stesso sistema

4. Flessibilità e Organizzazione del Codice

semplicità di gestione e sviluppo successivo del codice

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Vogliamo calcolare il minimo tra due oggetti (per i quali sia definito un ordinamento).

Definiamo una funzione minimo per ogni tipo di oggetto trattato:

double & minimo(const double & a1, const double & a2) { if(a1<=a2) { return a1; } else { return a2;} }

TwoVect & minimo(const TwoVect & a1, const TwoVect & a2) { if(a1<=a2) { return a1; } else { return a2} ;}

int & minimo(const int & a1, const int & a2) { if(a1<=a2) { return a1; } else { return a2;} }

Esempio 4

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Introduco un parametro T che rappresenta il tipo (la classe) cui appartengono gli oggetti da trattare e implemento il codice in funzione della generica classe T.

Specificando T (int, double, complex, TwoVector…) in fase di compilazione ottengo il codice oggetto che tratta interi, reali in doppia precisione, complessi, vettori a due componenti…

La soluzione: le classi Template

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La sintassi delle classi Template

template <class T> class Myclass {

…………………………………

// T si puo’ usare come

// una classe qualsiasi

………………………………….

};

Dichiarazione (.h):

template <class T> tipo Myclass<T>::nomemetodo(…) { …………… }

Implementazione (.icc):

Implementazione (.cc):

export template <class T> tipo Myclass<T>::nomemetodo(…) { …………… }

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Esempi 1,2 e 3

template <class T> class Mynet {

protected :

T element[4][4] ;

public:

// costruttori

// distruttore

// metodi di tipo set

// metodi di tipo get

// altri metodi (incremento)

// operatori

…………………………………..

} ;

Myfloor Mynet<int>

Myplate Mynet<double>

Myfield Mynet<ThreeVector>

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#include “Mynet.h”

int main() {

………………

Mynet<int> mi;

Mynet<double> mdb;

Mynet<TwoVector> mtv;

………………

return 0;

}

Uso di una classe Template

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class Myfloor : public Mynet<int> {

public:

// costruttori

~Myfloor() {}; // distruttore

} ;

posso poi usare anche l’Ereditarietà, implementando solo costruttori e distruttori

class Myplate : public Mynet<double> {

public:

// costruttori

~Myplate() {}; // distruttore

} ;

#include <TwoVector.h>

class Myfield : public Mynet<TwoVector> {

public:

// costruttori

~Myplate() {}; // distruttore

} ;

Template e ereditarietà

#include “Mynet.h”

int main() {

………………

Myfloor mi;

Myplate mdb;

Myfield mtv;

………………

return 0;

}

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template <class T> T & minimo(const T & a1, const T & a2) { if(a1<=a2) { return a1; } else { return a2;} }

La funzione:

E il suo uso:

#include <TwoVector.h>

int main() {

float a = min(3.,2.); //float

int i = min(2,3); // int

TwoVector p1(1.,2.); TwoVector p2(3.,1.); TwoVector p3 = min(p1,p2);

return 0;

}

#include “mymin.icc”

Esempio 4

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1. Riferimenti http://wwweth.cern.ch/STL_doc/

Libreria STL

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• Strutture dati per memorizzare oggetti (e puntatori ad oggetti)

Esempi di contenitori

vector

list

map

• Per accedere ad essi (iteratori)

• Per eseguire operazioni su di essi ( find, sort, copy, merge… )

container

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push_back()push_back()11 22 ...... 99

begin()begin() end()end()

pppp pp pp pp

00

pp++++

Funzionamento di vector

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#include <stdlib.h>#include <vector>

int main() {

vector<int> v; // create an empty vector of integers cout << v.size() << endl; // print the size of v: zero for (int I=0; I!=10; ++I) { // a loop from 0 to 9 v.push_back(I); // add an integer to v from the back } cout << v.size() << endl; // print the size of v: 10 // create an constant iterator for a vector of integers: // p behaves at all effects as a “const int *” vector<int>::const_iterator p; // begin() points to the first element // and end() to the last+1 // (compare with the previous “for” loop) for (p=v.begin(); p!=v.end(); ++p) cout << (*p) << “ “; cout << endl; return 0;}

Main.cc

Uso di vector