Programmazione: Metodi e variabili locali con esempi di codice

Programmazione

Metodi

• Motivazione
• Il principio di astrazione procedurale
• Coefficiente binomiale con metodo
• Commenti
• Esecuzione del programma con metodi
• Definizione di un metodo
• Invocazione di un metodo
• Metodi predefiniti
• Il comando return
• Uso corretto di return con tipo di ritorno void
• Uso errato di return con tipo di ritorno void
• Uso corretto di return con tipo di ritorno non void
• Uso errato di return con tipo di ritorno non void
• Metodi e variabili locali
• Esercizi

Motivazione

Problema

Scrivere un programma che, dati due numeri n e k tali che 0 ≤ k ≤ n, calcoli il coefficiente binomiale "n su k", ovvero la quantità n ( ) k = n! k!(n - k)!

Soluzione (con difetto)

int n = StdIn. readInt Q; int k = StdIn. readInt int a = 1; for (int i = 2; i < n; i++) a = a * i; int b = 1; // calcola k! // calcola (n - k)! for (int i = 2; i < n - k; i++) c = c * 1; StdOut. println(n + " su "+ k + " + a / (b * c)); calcola n! for (int i = 2; i < k; i++) b = b * i; int c = 1;

Il principio di astrazione procedurale

Difetto della soluzione proposta

• occorre calcolare il fattoriale di tre numeri diversi
• il codice nei tre casi è essenzialmente lo stesso, cambia solo l'estremo superiore del ciclo for e la variabile in cui memorizzare il risultato

Rimedio: usare un metodo

• un metodo è un frammento di programma al quale è associato un nome e che svolge un compito specifico (es. calcolare il fattoriale di un numero)
• una volta definito, il metodo può essere invocato attraverso il suo nome ogniqualvolta è necessario svolgere quel compito
• il metodo può avere degli argomenti attraverso i quali forniamo informazioni utili alla sua esecuzione (es. il numero del quale vogliamo calcolare il fattoriale)
• il metodo può avere un valore di ritorno attraverso il quale il metodo comunica all'esterno il risultato dell'esecuzione (es. il fattoriale del numero fornito come argomento)

Coefficiente binomiale con metodo

public class CoefficienteBinomiale { public static int fattoriale(int n) { int r = 1; for (int i = 2; i < n; i++) r = r * i; return r; } public static int coeff binomiale(int n, int k) { return fattoriale(n) / (fattoriale(k) * fattoriale(n - k } public static void main(String[] args) { int n = StdIn.readInt( ); int k = StdIn. readInt( ); int c = coeff binomiale(n, k) ; StdOut . println(n + su "+ k + " = " + c); } }

Commenti

• definisco un metodo fattoriale
  • o il metodo è "pubblico" e "statico"
  • o il metodo ha un argomento n di tipo int
  • o il metodo ha valore di ritorno di tipo int
• il corpo del metodo è scritto una sola volta e calcola il fattoriale di n
• definisco un metodo coeff_binomiale
  • o il metodo è "pubblico" e "statico"
  • o il metodo ha due argomenti n e k entrambi di tipo int
• il metodo ha valore di ritorno di tipo int
• il corpo del metodo calcola "n su k" invocando fattoriale tre volte
• definisco un metodo main
  • il metodo è "pubblico" e "statico"
  • o il metodo ha un argomento args di tipo String[ ] (da rivedere in futuro)
  • o il metodo non restituisce nulla (void)
• il corpo del metodo invoca coeff_binomiale (e altri metodi)

Esecuzione del programma con metodi

println main coeff_binomiale fattoriale coeff_binomiale(5,4) 1 fattoriale(5) 2 return 120 3 fattoriale(4) 4 return 24 5 fattoriale(1) 6 return 1 7 return 5 8 println("5 su 4 = 5") 9 stampa "5 su 4 = 5" return 10 println main coeff_binomiale fattoriale

Definizione di un metodo

Sintassi

tipo identificatore(lista argomenti) blocco di comandi

Significato

• tipo è il tipo di ritorno del metodo, ovvero il tipo del valore che il metodo restituisce a chi lo invoca nel momento in cui termina
• i metodi che non restituiscono alcun valore hanno tipo di ritorno void
• identificatore è il nome del metodo da definire, deve essere descrittivo della funzione del metodo e rispettare le regole di formazione degli identificatori
• lista argomenti è una lista di coppie tipo identificatore separate da virgole e delimitata da ( ... ). Ogni coppia dichiara un argomento di tipo e nome specificati.
• blocco di comandi è il corpo del metodo, ovvero la sequenza di comandi racchiusi entro { ... } che vengono eseguiti ogni volta che il metodo viene invocato

Invocazione di un metodo

Sintassi

identificatore(lista espressioni)

Significato

• identificatore è il nome del metodo da invocare
• lista espressioni è una lista di espressioni separate da virgole e delimitata da ( ... ). Ogni espressione calcola il valore dell'argomento corrispondente per questa invocazione particolare del metodo

Note

• se il metodo restituisce un valore, l'invocazione compare all'interno di una espressione (es. coeff_binomiale)
• se il metodo non restituisce alcun valore, l'invocazione è di fatto un comando (es. println)

Metodi predefiniti

StdIn. readInt, StdOut. println, Math. sqrt (insieme ad altri) sono metodi a disposizione del programmatore definiti in una libreria public static double sqrt (double x) { . corpo di sqrt ... } public static int readInt() { . . corpo di readInt ... } public static void println(String messaggio) { ... // corpo di println ... }

Il comando return

Sintassi

return; // per metodi con tipo di ritorno void return espressione; // per tutti gli altri metodi

Significato

1. se presente, valuta espressione
2. termina l'esecuzione del metodo e restituisce il controllo al chiamante, che riprende l'esecuzione dal punto dell'invocazione
3. se presente, il valore di espressione è il risultato dell'invocazione del metodo nel chiamante

Note

• se il tipo di ritorno è void, l'uso di return è opzionale (in mancanza di un return esplicito, Java ne inserisce uno alla fine del corpo del metodo)
• se il tipo di ritorno è diverso da void, l'uso di return è obbligatorio (Java non può "indovinare" qual è il valore giusto da restituire al chiamante)

Uso corretto di return con tipo di ritorno void

return presente

public static void saluto(String nome) { StdOut . println ( "Ciao " + nome + "!"); return; } È consentito l'uso esplicito del comando return senza espressione nei metodi con tipo di ritorno void

return non presente

public static void saluto(String nome) { StdOut. println( "Ciao " + nome + "!" ); } L'uso del comando return senza espressione è opzionale. Se assente, viene inserito automaticamente dal compilatore Java alla fine del corpo del metodo

Uso errato di return con tipo di ritorno void

return seguito da codice

public static void saluto(String nome) { return; StdOut. println( "Ciao " + nome + "!" ); } Il codice che segue return non viene mai eseguito e per tale motivo è detto codice morto, evidentemente c'è qualcosa di sbagliato nel corpo del metodo

return con espressione

public static void saluto(String nome ) { StdOut. println( "Ciao " + nome + "!" ); return true; } Il tipo di ritorno del metodo è void, dunque la forma corretta da utilizzare per il comando return è quella senza espressione

Uso corretto di return con tipo di ritorno non void

return multipli

public static int abs(int n) { if (n < 0) return -n; else return n; } È indicato il valore restituito dal metodo alla sua terminazione in ogni percorso di esecuzione

return unico

public static int abs(int n) { if (n < 0) n = - n; return n; } È indicato il valore restituito dal metodo alla sua terminazione

Uso errato di return con tipo di ritorno non void

Esistenza di percorsi senza return

public static int abs(int n) { if (n < 0) return -n; ... e se n ≥ 0? } Ogni percorso di esecuzione nel corpo del metodo deve concludersi con un comando return, poiché occorre indicare esplicitamente il valore restituito dal metodo alla sua terminazione

return senza espressione

public static int abs(int n) { if (n < 0) return -n; else return; } Quando il tipo di ritorno non è void, l'unica forma consentita per il comando return è quella con espressione

Metodi e variabili locali

public static void A() { int i = 0; } public static void B() { // NO StdOut. println( "I = " + i); } public static void C( ) { // OK int i = 0; StdOut. println( "I = " + i); } · la variabile i dichiarata in A non è visibile in B · la variabile i dichiarata in A è diversa dalla variabile i dichiarata in C · variabili dichiarate in metodi diversi possono avere tipi diversi public static void incrementa( ) int i = 0; println( "I = " + i); i++; } incrementa ( I = 0 incrementa ( ) I = 0 incrementa I = 0 incrementa I = 0 incrementa ( COCCO I = 0 incrementa I = 0 · il valore delle variabili locali non si preserva da una invocazione alla successiva dello stesso metodo · ogni invocazione di un metodo comporta l'inizializzazione delle sue variabili locali

Esercizi

1. Definire due metodi mcd ed mcm per calcolare rispettivamente MCD ed MCM di due numeri interi positivi
2. Definire due metodi pari e dispari, ciascuno con un argomento di tipo int e tipo di ritorno boolean, per determinare se un numero è, appunto, pari o dispari. Evitare quanto più possibile la duplicazione di codice
3. Definire un metodo round con un argomento di tipo double e tipo di ritorno int che arrotonda il suo argomento al numero intero più vicino
4. Definire un metodo hex con un argomento x di tipo int e tipo di ritorno String che converte x nella sua rappresentazione in base 16. Tenere in considerazione la possibilità che x sia negativo
5. Definire un metodo primo con un argomento x di tipo int e tipo di ritorno boolean che determina se x è primo
6. Definire un metodo stampa_primi con un argomento n di tipo int che stampa tutti i numeri primi compresi tra 1 ed n, estremi inclusi. Utilizzare il metodo primo dell'esercizio precedente

16