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laboratorio di calcolo IIAA 2003/04

sesta 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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Esercitazione della settimana scorsa

• Ereditarietà e polimorfismo (shape) OK?• Implementazione della classe dei numeri complessi

con overloading di alcuni operatori– Non per tutti era chiaro cosa fare

– Alcuni errori negli esempi che vi ho fornito e differenze tra lucidi e dispense

– Un problema legato al nostro compilatore con i metodi che ritornano degli oggetti

• Nell’esercitazione di questa settimana: 1h30 per completare i numeri complessi

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class Compl { private: double re; double im ;

public:

// costruttori Compl() ; // costruttore di default Compl(double a) ; // costruisce un numero reale come

complesso Compl(double a, double b) ; // costruisce a+ib Compl(Compl & c) ; // costruisce un numero complesso uguale a c ~Compl() ; //distruttore

//metodi di tipo Setvoid set_Re(double a); // pone re=a

void set_Im(double b); // pone re=a

//metodi di tipo Getdouble const Real() ; // restituisce redouble const Imm() ; // restituisce im

//operatori unari Compl & operator- (); // ritorna un nuovo numero complesso //operatori binari

Compl & operator= (Compl const & c); // ritorna una referenceCompl operator+ (Compl const & c); // ritorna un nuovo complesso

} ;

Un esempio classico:

la classe dei numeri complessi (con correzioni)

constconst

X

X

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Nell’implementazione di TwoVector:

ostream & operator << (ostream & fstream, const TwoVector & v) {

fstream << " (" << v.x() << "," << v.y() << ") ";

}return fstream;

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  TwoVector & TwoVector::operator = (const TwoVector & p) { dx = p.x(); dy = p.y(); return *this; }

TwoVector TwoVector::operator - () const { return TwoVector(-dx, -dy); }

TwoVector TwoVector::operator + (const TwoVector & a) { return TwoVector(dx + a.x(), dy + a.y()); }

Questi due metodi non compilano: modificarli come segue:

TwoVector TwoVector::operator - () const { TwoVector A(-dx,-dy); return A; }

TwoVector TwoVector::operator + (const TwoVector & a) { TwoVector B(dx + a.x(), dy + a.y()); return B; }

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Universal Modeling Language

Esistono delle convenzioni universali per rappresentare

• Le classi

• Le relazioni tra le classi

• Le interazioni tra le classi

• Gli use case

http://www.rational.com/uml

UML

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applicativi

• Esistono dei pacchetti applicativi per

– Costruire la struttura del programma C++ (o altro linguaggio OO) a partire dalla rappresentazione UML

– Ottenere la rappresentazione UML a partire dal codice del programma C++ (o altro linguaggio OO) (Reverse Engeneering)

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Use case diagrams

• Descrivono cosa ci si aspetta che il sistema faccia dal punto di vista di un osservatore esterno (e non come)

• Gli elementi sono– Actor: rappresenta il

ruolo svolto da una persona o da un oggetto

– Use case: l’insieme delle situazioni (scenari) che si verificano quando qualcuno interagisce col sistema

– Communication association: il collegamento tra Actor e Use case

Servono a definire i requirement e a generare i test case

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Esempio di use case diagram

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Class diagrams

ClasseNome della Classe

attributoattributo : tipoattributo : tipo = valore_iniziale.............

operazioneoperazione (argomenti) : tipo_risultato.............

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protezioni

Classe

- attributo privato# attributo protetto/- attributo privato derivato+$ attributo pubblico della classe

+ operazione pubblica # operazione protetta /- operazione privata +$ operazione pubblica della classe

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Relazioni tra classi• Ci limitiamo a quelle fondamentali:

– Relazione di associazione ed in particolare:• Relazione di aggregazione ;• Relazione di composizione ;

– Relazione di ereditarieta';• Una relazione di associazione (un oggetto di una classe deve

conoscere l’esistenza dell’altro per poter operare) è rappresentata da una linea che congiunge i diagrammi di 2 classi.

• La molteplicità minima e massima degli oggetti coinvolti è riportata agli estremi della linea– m…n : da m a n oggetti– 0…* o semplicemente * : un numero qualsiasi– n : esattamente n oggetti– n…* : almeno n oggetti

Un oggetto di una classe è in relazione con uno o più oggetti di un’altra

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Relazione di aggregazione• Un oggetto di una classe ha

tra i sui attributi puntatori ad oggetti di un'altra classe

• Gli oggetti aggregati esistono indipendentemente dall’oggetto aggregante

• La relazione di aggregazione è indicata da un rombo vuoto posto vicino alla classe che aggrega

• La freccia indica la direzione di “navigabilità” della relazione quando questa è monodirezionale

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Relazione di composizione

• Un oggetto di una classe ha tra i sui attributi oggetti di un'altra classe

• L’esistenza degli oggetti componenti dipende dall’esistenza dell’oggetto composto e non possono appartenere a più di un oggetto

• La relazione di composizione è indicata da un rombo nero posto vicino alla classe composta

ThreeVector

-Componenti:VecComp[3]…

+ThreeVector…

VecComp

-element:double…

+VecComp…

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Relazione di ereditarietà

si indica con una freccia vuota, a punta trangolare, che connette la classe che eredita con la classe base

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esempio

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Interaction diagrams

• Diagrammi dinamici che mettono in evidenza le interazioni tra gli oggetti.

• In particolare un sequence diagram mostra in dettaglio i vari passaggi richiesti dall’esecuzione di un’operazione evidenziando quali messaggi vengano scambiati e in che ordine temporale.

• Le linee verticali rappresentano istanze di oggetti (e non classi), il tempo scorre dall’alto verso il basso, i rettangoli sovrapposti alle linee verticali (opzionali) mostrano l’attività di un oggetto.

• Frecce piene dirette da sinistra a destra rappresentano messaggi sincroni, frecce vuote messaggi asincroni, frecce vuote da destra a sinistra con linee tratteggiate rappresentano return.

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link interessanti

• I diagrammi di UML sono molti di più, sono stati illustrati solo quelli di uso più frequente. Per approfondimenti:

http://www.rational.com/uml

• Tutorial online dalla paginahttp://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/SOFTWARE/OO/sit/Training/main.html

• Elenco e descrizione aggiornata di tutti i diagrammihttp://www.holub.com/goodies/uml/index.html

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Possibili argomenti di esame

• Combinazione di Momenti Angolari in MQ• Particella in una buca di potenziale• Moto di una particella in

– Campo elettrico– Campo Magnetico– Campo Elettrico e Magnetico– Campo EM lentamente variabile

• Capacita’ di un condensatore con dielettrico variabile• Circuiti Elettrici Lineari

– Resistenza– Capacita'– Induttanza– Impedenza– Generatori, ecc.

• Circuiti Elettrici Logici• Trasformazioni di Lorentz - Quadrivettori

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• Soluzione dell’eq. di Schrodinger• Barriera di potenziale• Oscillatore armonico (vari casi)• Elementi di Statistica

(medie e varianze, distr. della media, distr. di Gauss e di Poisson, prob. condizionate, teorema di Bayes, Istogrammi)

• Rappresentazione di strumentazione(orologio, generatore di segnali, tester (con Rint ))

• Termodinamica e Meccanica Statistica:– Teoria cinetica dei gas– Gas perfetti e gas reali

• Elementi di Ottica– Lenti– Specchi– Reticoli

• Analisi numerica– Calcolo integrale– Integrazione di equazioni differenziali

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Cosa fare • Formare un gruppo (max 4 persone) • Scegliere un argomento• Costruire use case e scenari• Redigere un elenco di requisiti• Definire gli oggetti coinvolti e le loro relazioni• Distribuire le responsabilità• Identificare le interazioni tra gli oggetti• Esercitare il modello in una sessione CRC• Mettere a punto delle procedure di test• Iterare?• Scrivere e testare il codice

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Sessione CRC

CRC: Classi, Responsabilità, Collaborazione

capire come funziona dinamicamente il programma che si vuole realizzare

Giuoco di Ruolo:• ciascuno dei partecipanti è un Oggetto del programma• uno dei partecipanti è il Programma "Main

Ogni partecipante deve conoscere le caratteristiche di ciascuna Classe:• "come è fatta" • "quali azionì può compiere”

Durante la sessione tutto si svolge come nel corso dell'esecuzione del Programma, in questo modo emergono casi non previsti ed eventuali problemi.

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Documentazione per l’esame (deliverables)

• Documento di requirements• Diagrammi UML:

– Use case– Class– Sequence

• Resoconto sessione CRC• Documento descrittivo delle procedure di test• Dichiarazioni delle classi (.h)• Implementazione• Risultati dei test

Per ogni ciclo di sviluppo