C2 – lpo (despre Date) cuprins

C2 – LPO (despre Date)

• CUPRINS

• Model de date

• Tipuri de date

• primitive şi
• structurate.

• Variabile

• Paradigme de programare.

• Concepte de bază ale programării orientate pe obiect.

Obiective

• Dupa parcurgerea acestui curs ar trebuie sa puteti:

• descrie conceptele de limbaj de programare, model date, tip de data simplu si structurat, varibila;

• descrie paradigma de programare orientata pe proces si pe obiect

• caracteristicile programarii orientate pe obiect

• metodele de proiectare specifice POO

Limbaj (de programare) si model de date

• Limbaj creat artificial, ce utilizeata un model de date, pentru programarea calculatoarelor

• Model de date: formalism matematic pentru descrierea structurilor de date si a operatorilor pentru validarea si manipularea acestora

• Java utilizeaza modelul de date strict > exista categorii predefinite, numite tipuri, ce se folosesc pentru modelarea informatiilor de programat.

• Tipul defineste reprezentare efectiva in calculator si posibilitatile de utilizare a datelor de un anume tip ce reprezinta informatiile de stocat si prelucrat.

Tipuri de date Java

• Tipuri de date primitive (implementate la nivelul JVM):

• 6 tipuri de date numerice:
• întregi: byte, short, int, long
• reali: float, double
• 1 tip de dată pentru caractere: char
• 1 tip de dată bolean: boolean

• Tipuri de date structurate (definite de utilizator):

• clasele: class
• intefeţele: interface
• tablourile

Variabile - 1

• Variabila = nume dat unui grup de locaţii de memorie ce la un moment dat, stochează o singură valoare.

• Orice variabilă trebuie declarată. Forma generala a declaratiei este:

• tip nume [= val initiala];

• int i = 5;

• Caraterizată prin: nume, valoare, tip, persistenţă şi vizibilitate.

• Optional variabilele pot fi iniţializate în momentul declarării

Variabile - 2

• Numele unei variabile trebuie să înceapă cu o literă din alfabet sau underscore ( _ ) sau $

• Urmatoarele caractere pot contine si cifre, dar nu spatii sau operatori (+, -, *, / etc.)

• Nu se poate folosi un cuvânt rezervat (if, for, while, class …) al limbajului Java ca nume de variabila

• Lungimea numelui este nelimitatã

• Este semnificativã scrierea cu litere mari sau mici

Literali (constante)

• Literalii reprezintă valori care nu sunt stocate în variabile.

• numerici:

• intregi (implicit int):
• reali (implicit double):

• nenumerici:

• bolenei:
• caracter:
• sir:

Paradigme … 1

• Arhitectura von Neumann, datează din anii 1940, e una din arhitecturile hard. posibile ale calc. numerice care are în centrul ei o unit. Centrala de procesare (CPU in engleza) și o unitate separată de memorare (RAM) în care se stochează atât date cât și instrucțiuni

• Hard: RAM + CPU ➔ Soft: Date + Cod = Program (hard-ul determina soft-ul)

• Proiectarea programelor pot fi realizată plecând de la Date sau Cod ➔ 2 paradigme (metode de programare):

Paradigme … 2

• programare orientată pe proces:

• proiectarea pleacă de la Cod (algoritm);
• Algoritmi + Structuri de date = Program
• Complexitate program < 100.000 linii de cod.

• programare orientată pe obiect:

• proiectarea pleacă de la Date ;
• Obiecte + Mesaje = Program
• Programare “condusă” de date (accesul la cod “controlat ” de date)

Avantaje POO

• Simplifică înţelegerea aplicaţiei prin formarea de subgrupuri (organizare clara)

• Reduce complexitatea sarcinilor în subgrupuri mai usor de gestionat

• Creeaza cod reutilizabil

• Reduce complexitatea si timpul de dezvoltare

• Codul se poate extinde (adapta)

• Subsistemele sunt clar definite

• Interactiunile sunt clar definite intre subsisteme

• Implementarea este încapsulata (codul si datele sunt grupate)

Conceptul de Obiect

• O structură de date, de un tip particular, numită clasă (class);

• Contine date (atribute) si cod (comportament) grupate într-un tip de date special;

• Ascunde datele dupã un nivel de funcþii numite operatii;

• Proprietati comune ale obiectelor:

• identitate ➔ fiecare obiect este unic în spaţiu şi timp;
• stare (variabile de instanţă) ➔ definită de valorile de atribute;
• comportament (metode) ➔ definit prin operatiile ce se pot efectua asupra atributelor - algoritm + manipulare de date.

• Nu este un tip primitiv ca int sau boolean ci unul referinþã, stocat pe heap.

Conceptul de clasa

• o descriere (date + cod) a obiectelor;

• datele definesc starea;

• codul defineste functionalitatea (operatiile permise sau actiunile asupra datelor);

• un sablon pentru alocarea memoriei;

• tipul de date pe baza caruia se instantiaza (creeaza) obiectele (new - operator de creare, insantiere)

Reguli ale POO

• Totul este obiect;

• Fiecare obiect este o instantiere a unui clase (tip de date structurat - class).

• Programul este o colectie de obiecte legate între ele care comunica.

• Comunicatia se face prin apeluri de metode;

• Legãturile dintre obiecte se numesc relatii si pot fi clasificate în:

• compunere “has-a”;
• mostenire “is-a”.

Caracteristici POO

• Încapsulare: păstrarea laolaltă a datelor împreună cu codul care le manipulează; metodele publice pot proteja datele private.

• Moştenire: partajarea între obiecte a funcţionalitătii şi a datelor comune => ierarhii de clasificare ce uşurează gestionarea conceptelor.

• Polimorfism: permite scrierea interfeţe generice pentru un grup de acţiuni înrudite => se reduce complexitatea;

• Mesaje:

• Obiectele legate între ele comunică prin mesaje;
• La nivel de obiect, fiecare operaţie are asociat un mesaj;
• Obiectul, la primirea unui mesaj valid, apelează automat, operaţia asociată.

• În Java nu avem mesaje, metodele se apelează direct.

Declaraţia de clasă

• o clasă publică se scrie într-un fişier sursă Java;

• numele clasei (publice) trebuie sã fie acelasi cu numele fisierului sursã java: public class MyClass { ... } >>> MyClass.java

• Structura unei clase este:

Rezumat

• Orice limbaj de programare are la baza un model (matematic) de date: date + operatori.

• Java foloseste modelul de date strict in care exista categorii predefinite numite tipuri

• Java implementeaza tipuri simple si structurate. Orice data este stocata intr-o variabila de un anumit tip.

• Programarea in Java este dictata de date si se numeste orientat pe obiect.

• Programarea orientata pe obiect are multiple avantaje dar si oblica programatorul sa respecte reguli clare.

• Obiectele se creeaza (cu operatorul new) pe baza clasele ce sunt tipuri (sabloane) de date definite de utilizator

Crearea obiectelor, utilizare

• obiectele se creează (instantiaza) cu operatorul new:

• obRefName = new className();

• .new face urmãtoaerele:

• 1. alocă spaţiu pe heap pentru noul obiect;

• 2. apelează o metodă specială numită constructor prin care se iniţializează obiectul;

• 3. întoarce o referinţă la noul obiect.

• operatorul "punct" conecteazã clasa si obiectele cu membrii (variabilele de instanþã si metodele): obRefName.v1 sau obRefName.metoda_1().

Compunerea

• obiectele pot conţine referinţe la alte obiecte;

• defineste o relatie “has-a” între obiecte.

• public class Class2 {

• Class1 unAtribut; //membru Class2

• ...}

• Class2 ob2 = new Class2();//instanţiere ob2

• ob2.unAtribut = new Class1();//instanţiere ob1

Moştenirea

• evită repetarea scrierii codului;

• are la bazã partajarea funcþionalitãþiilor comune;

• dã o interfatã unicã unor comportamente distincte;

• defineste o relatie “is-a” între clase.

Intrebari

• Care sunt tipurile simple numerice din Java?

• Dati exemple de literalii reali din Java.

• Ce este clasa si cum se creeaza obiectele din clase?

• Care sunt caracteristicile POO?

• Explicatie conceptele de compunere si mostenire.

Bibliografie

• http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/documentation/index.html

• http://docs.oracle.com/javase/6/docs/

• Ştefan Tanasă, Cristian Olaru, Ştefan Andrei, Java de la 0 la expert, Polirom, 2003, ISBN: 973-681-201-4.

• Herber Schild, Java 2 - The Complete Reference, Fourth Edition, Osborne, 2001, ISBN: 0-07-213084-9.

• Deitel H.M., Deitel P. J., Java - How to programm, Fith Edition, Prentice Hall, 2003, ISBN: 0-13-120236-7.

• http://www.east.utcluj.ro/mb/mep/antal/downloads.html