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Moduli e Oggetti in Perl

La Programmazione Orientata agli Oggetti

A cura di: David Cristofani

Revisori: Prof. Franco Pirri , Ing. Claudio Bizzarri

La Programmazione Orientata agli Oggetti

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Una classe consente di creare un nuovo tipo di dati definendo la struttura astratta di un certo insieme di entità.
In pratica tramite una classe si possono definire tutte le proprietà (identificabili tramite l'assegnazione di un valore) che sono comuni ad un certo insieme di entità e tutte le operazioni che su queste entità si possono effettuare.
Le proprietà identificabili tramite l'assegnazione di un valore costituiscono gli attributi (o variabili di istanza) di una classe e, in pratica, ne definiscono la struttura.
Le operazioni che si possono compiere sulle entità di una classe vengono dette metodi e costituiscono lo strumento attraverso il quale è possibile manipolare gli attributi.

Se ad esempio vogliamo sviluppare la classe AUTO possiamo supporre che ogni auto sia contraddistinta da:

modello
cilindrata
anno di immatricolazione
targa
proprietario

e si comprende che questi sono gli attributi della classe in quanto sono rappresentabili per mezzo di un valore.
Allo stesso modo si ha che su ogni auto si possono compiere le seguenti operazioni:

aggiunta di una nuova auto all'insieme di quelle già esistenti
visualizzazione dei dati relativi a una certa auto
cambio di proprietario

ovviamente questi costituiscono i metodi della classe.

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Come abbiamo già detto in precedenza una classe rappresenta un modello astratto che definisce le caratteristiche comuni ad un certo insieme di entità.
Il processo di istanziazione è il processo attraverso il quale vengono creati elementi (o istanze) appartenenti ad una specifica classe: le istanze di una classe vengono normalmente chiamate oggetti .
L'istanziazione di un nuovo oggetto avviene per mezzo di un metodo della classe: tale metodo particolare è conosciuto come costruttore.

Rifacendoci all'esempio considerato nella precedente slide un oggetto della classe AUTO potrebbe essere dato da:

modello -> "Fiat Tipo"
cilindrata -> 1100
anno di immatricolazione -> 1998
targa -> "AZ 497 MU"
proprietario -> "Mario Rossi"

Un oggetto risulta istanziato dopo che è stata allocata la memoria necessaria a memorizzare la sua struttura, sono stati inizializzati i valori dei suoi attributi ed è stato caricato il codice relativo ai metodi messi a disposizione dalla classe a cui appartiene.

Osservazioni

Come si può notare dalla figura riportata nella slide si ha che, mentre di istanze degli attributi ce ne sono tante quanti sono gli oggetti creati, esiste una sola istanza o realizzazione dei metodi relativi alla classe e questa è comune a tutti gli oggetti della classe stessa.

Osserviamo anche che, come tutte le altre variabili, due oggetti sono identici soltanto se occupano la stessa area di memoria e non se hanno lo stesso valore di tutti gli attributi ma sono memorizzati in zone di memoria diverse.

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L'incapsulazione è alla base della programmazione ad oggetti e consiste nel nascondere alcuni dettagli relativi all'implementazione di una classe, impedendo l'accesso ad essi da parte di altri frammenti di codice esterni alla classe stessa.
Di solito vengono nascosti gli attributi (o variabili di istanza) di una classe permettendo all'utente di utilizzare soltanto i metodi messi a disposizione dalla classe stessa per operare sui suoi attributi.

I metodi di una classe costituiscono la sua interfaccia verso l'esterno e sono tutto ciò che un utente deve conoscere per poter utilizzare la classe nelle proprie applicazioni.
L'incapsulazione consente di creare più versioni diverse di una stessa classe (dovute magari a miglioramenti operati nel corso del tempo) senza la necessità di modificare il codice delle applicazioni che utilizzano tale classe, a patto di mantenere invariata la sua interfaccia.

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Classi base e classi derivate

Il meccanismo dell'ereditarità è una delle basi su cui poggia la programmazione orientata agli oggetti e consente di creare classificazioni gerarchiche e di aumentare la riusabilità del codice.
Tramite l'ereditarietà è possibile creare una classe generale, detta classe base o superclasse, che definisce le caratteristiche comuni ad un certo insieme di oggetti.
Successivamente la classe base può essere ereditata da una o più classi, che prendono il nome di classi derivate o sottoclassi, ognuna delle quali aggiunge alla classe ereditata soltanto i suoi elementi specifici.
In pratica, per mezzo del meccanismo dell'ereditarietà, è possibile definire una classe specificando soltanto le sue differenze rispetto ad un'altra classe data.
Ciò risulta possibile in quanto:

ad una sottoclasse vengono trasferiti automaticamente tutti i metodi e gli attributi della classe base da cui deriva (senza che questi debbano essere ridefiniti);
la sottoclasse può aggiungere ad essi propri metodi e attributi specifici.

Se guardiamo all'esempio mostrato nella slide si ha che la classe base è data da Persona, mentre Studente e Lavoratore rappresentano due classi derivate.
Per questo motivo si ha che gli attributi della classe Studente sono dati da nome, cognome, matricola e esami e i suoi metodi da crea(), elimina() e media_voti().
Allo stesso modo risulta che gli attributi della classe Lavoratore sono dati da nome, cognome, qualifica e salario mentre i suoi metodi sono dati da crea(), elimina(), stipendio().

Gerarchia di classi

Una classe derivata può a sua volta fungere da classe base nei confronti di altre classi e ciò consente di sviluppare delle gerarchie di classi.

Ereditarietà singola e multipla

Si parla di ereditarietà singola quando una classe derivata eredita da un'unica classe base (questo è ad esempio il caso delle classi Studente e Lavoratore).
Si parla invece di ereditarietà multipla quando una classe derivata eredita da più classi base: in questo caso tutti i metodi e gli attributi definiti nelle varie classi base saranno contemporaneamente a disposizione nella sottoclasse.

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Il concetto di polimorfismo è strettamente legato a quello di ereditarietà e si riferisce alla capacità di ottenere comportamenti diversi inviando gli stessi segnali ad oggetti diversi (ovvero invocando gli stessi metodi su oggetti diversi).

Il polimorfismo può essere caratterizzato dalla frase "un'interfaccia, più metodi" e poggia le sue basi sulla possibilità, offerta praticamente da tutti i linguaggi di programmazione orientati agli oggetti, di ridefinire in classi derivate il comportamento (cioè l'implementazione) di uno o più metodi ereditati da una classe base.

In pratica, dato un insieme di classi che possono anche essere in relazione gerarchica, ogni classe può implementare in modo diverso uno stesso metodo presente anche nelle altre classi.
Il compilatore (o l'interprete) del linguaggio, potendo sempre conoscere la classe a cui appartiente un dato oggetto, è capace di determinare a run-time (al tempo di esecuzione) il metodo corretto da eseguire.
Il polimorfismo permette così di mantenere inalterata l'interfaccia di una classe derivata, almeno per quanto concerne i metodi ereditati dalla classe base, anche se i metodi da essa implementati devono svolgere operazioni diverse rispetto a quelle compiute dai corrispondenti metodi della classe base.

Ultimo aggiornamento 5/12/2000.