Liste Ordinate

3 Maggio 2005

Ultima Lezione

• Abbiamo visto i tipi di dato astratti IntList e StringList

• Realizzano liste di interi e di stringhe• Realizzati mediante Liste Concatenate• Non sarebbe meglio avere un tipo di datoOList piu’ generale che possa essere

istanziato per un dato tipo?

OList

• Vorremmo potere definire liste di tipo generico parametriche rispetto al tipo degli elementi

• Che possano essere istanziate con vari tipi

• Si chiama polimorfismo (astrarre dal tipo)

Esempio

• Un tipo di dato primitivo polimorfo: l’array

int[] a=new int[10]• Al momento della creazione scegliamo il tipo

degli elementi• Possiamo creare arrays per ogni tipo

Da non confondere con Vector

• Vector memorizza generici sottotipi di Object

• Ma non e’ polimorfo• Quando lo creiamo non istanziamo il tipo

Vector a=new Vector()• Non vi e’ alcuna garanzia che a sia

omogeneo

Tornando alle Liste

• Per realizzare una lista generica potrei dire che ha elementi Object

• E’ facile modificare la specifica e l’implementazione che abbiamo visto

• Non sarebbe garantita l’omogeneita’, ovvero non sarebbe possibile istanziare la lista con un dato tipo

• Sarebbe tipo Vector

In Java

• Non esistono meccanismi diretti per fare il polimorfismo

• Si puo’ ottenere usando varie tecniche• Oggi ne vedremo una che e’ basata sull’idea di

usare l’ereditarieta’ ovvero i sottotipi per realizzare una lista polimorfa

• In particolare vedremo come le interfacce possano essere usate per realizzare una forma di polimorfismo

Per cominciare a capire

• Supponiamo di volere realizzare una lista polimorfa

• In cui gli elementi sono ordinati in ordine crescente

• Deve essere parametrica sia nel tipo degli elementi che nel relativo ordinamento

• Per esempio: se istanziata con stringhe l’ordinamento sara’ quello lessicografico etc..

Interfaccia Comparable (è definito in java.util)

–Ha un solo metodo compareTo che serve per realizzare confronti

–Tutti i sottotipi implementano il metodo compareTo

–Fornisce un supertipo i cui sottotipi hanno tutti un metodo per

il confronto (relazione di ordinamento totale)

L’interfaccia Comparable

public interface Comparable {

// OVERVIEW: i sottotipi di Comparable forniscono un metodo

// per determinare la relazione di ordinamento fra i loro

// oggetti; l’ordinamento deve essere totale e, ovviamente,

// transitivo e simmetrico; infine

// x. compareTo (y) == 0 implica x. equals (y)

public int compareTo (Object x) throws ClassCastException, NullPointerException;

// EFFECTS: se x è null, lancia NullPointerException;

// se this e x non sono confrontabili, solleva ClassCastException;

// altrimenti, se this è minore di x ritorna -1;

// se this = x ritorna 0; se this è maggiore di x, ritorna 1

}

Nota

• Il metodo compareTo realizza l’ordinamento

• Se chiamato su oggetti che non sono omogenei (tipo String ed Integer) allora solleva ClassCastException

Uso di Comparable

• Facciamo una lista ordinata generica ed omogenea usando Comparable

• Gli elementi della lista sono di tipo Comparable (invece che Integer o String etc…)

• Il confronto e’ fatto in modo generico usando compareTo

• Questo permette di usare la lista per memorizzare

qualsiasi sottotipo di Comparable

Cosa cambia nella Specifica?

• Bisogna indicare che gli elementi sono Comparable

– argomenti e risultati sono Comparable invece che int

– bisogna indicare che gli elementi sono ordinati rispetto a compareTo

• OrderedList assicura che gli elementi della lista siano omogenei – Si sfutta il fatto che compareTo solleva un’eccezione se gli oggetti

non sono confrontabili

• il tipo degli elementi nella lista è determinato dall’inserimento del primo elemento – se la lista diventa vuota il tipo può cambiare con l’aggiunta di un

nuovo elemento

Specifica di OrderedList

public class OrderedList {

// OVERVIEW: `e una lista modificabile ordinata di oggetti omogenei di tipo Comparable

// Oggetto tipico [x1, . . . , xn] con xi < xj se i < j

// Il confronto fra gli elementi è effettuato con il loro metodo compareTo

• Nota: xi < xj significa rispetto a compareTo

Costruttori e Metodi

public OrderedList ( ) {

// EFFECTS: inizializza this alla lista ordinata vuota}

public void addEl (Comparable el) throws NullPointerException,

DuplicateException, ClassCastException {// MODIFIES: this

// EFFECTS: se el è in this, solleva DuplicateException; se el è null solleva NuIlPointerException; se el non è confrontabile con gli altri elementi in this solleva ClassCastException; altrimenti, aggiunge el a this}

Nota: in questo caso aggiunge vuol dire che lo aggiunge in base all’ordinamento

Specifica di IntList

public Comparable first () throws EmptyException{

// EFFECTS: se this è vuoto solleva EmptyException, altrimenti

// ritorna il primo elemento di this}

public OrderedList rest () throws EmptyException{

// EFFECTS: se this è vuoto solleva EmptyException, altrimenti

// ritorna la lista ottenuta da this togliendo il primo elemento}

Altri Metodi

public int size () { // EFFECTS: ritorna il numero di elementi di this

}

public String toString (){\\EFFECTS: standard}

}

Testing

• Il tipo di dato e’ fatto per memorizzare valori di tipi diversi sottotipi di Comparable

• String, Integer sottotipi di Comparable

• Fare Testing (scegliendo p.e. Integer)

• Attenzione ai metodi che restituiscono Comparable (bisogna fare cast())

Cosa bisogna testare

• Tutti i metodi soprattutto addEl (per verificare che faccia l’ordinamento giusto)

• Provare mettendo dei valori a caso

• Provare mettendo due volte lo stesso valore (deve sollevare DuplicateException)

• Provare mettendo valori di tipo diverso (deve sollevare ClassCastException)

Esempiopublic static void main(String[] args) {

OrderedList l=new OrderedList();System.out.println(l.toString()); //test lista vuotal.addEl("b");l.addEl("a");l.addEl("ac");System.out.println(l.toString()); //test lista ordinatatry{l.addEl("a"); }catch (DuplicateException e) {System.out.println("hai inserito un duplicato");} //test duplicato

try{l.addEl(new Integer (1)); }catch (ClassCastException e){ System.out.println("non omogeneo");} //test del cast

OrderedList p=new OrderedList(); p.addEl(new Integer (1));System.out.println(p.toString()); //test lista Integerp.addEl(new Integer (6));p.addEl(new Integer (3));System.out.println(p.toString()); //test lista Integer

}}

OrderedList

public class OrderedList{

private boolean vuota;private Comparable val;private OrderedList next;

public OrderedList(){vuota=true;}

public void addEl (Comparable el) throwsNullPointerException, NullPointerException,ClassCastException {if (el==null) throw newNullPointerException("OrderedList.addEl");if (vuota) {vuota=false; val=el;next=new OrderedList();}else{ int comp=el.compareTo(val); if (comp==0) throw newNullPointerException("OrderedList.addEl"); if (comp > 0) next.addEl(el); else {OrderedList n=new OrderedList(); n.val=this.val; n.vuota=false;n.next=this.next; this.val=el; this.next=n;}}}

public Comparable first () throws NullPointerException{if (vuota) throw newNullPointerException("OrderedList.addEl");return val;

}

public OrderedList rest () throws NullPointerException{if (vuota) throw newNullPointerException("OrderedList.addEl");return next;

}

public int size () { if (vuota) {return 0;} return 1+ next.size();}

public String toString() { if (vuota) {return "VUOTA";} return this.val+ next.toString();}

Procedura Stand-Alonepublic class Proc { public static void removeall(OrderedList l,Comparable c) {\\REQUIRES: l e c non sono null

\\MODIFIES: l\\EFFECTS: rimuove da l tutti i valori maggiori di c}