Capitolo 8 · C2

Interfacce e la classe Object

Interfacce, Interfacce come tipo, Interfacce e classi astratte, La classe Object, La classe Class

13 pagine (11 numerate). Aggiornato il 16 ottobre 2026.

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1 Interfacce Definizione – Interfaccia Un’interfaccia, dichiarata interface al posto di class, è un elenco di metodi pubblici di cui si dà la segnatura ma non il corpo. Una classe implementa l’interfaccia, con implements, quando definisce tutti i suoi metodi. L’interfaccia dice che cosa si può fare con un oggetto, non come. È un contratto: elenca dei servizi, e ogni classe che la implementa si impegna a fornirli tutti. Si può pensare come una classe astratta portata all’estremo: • non ha campi, salvo costanti statiche; • tutti i metodi sono astratti, e implicitamente public. Nota – Metodi con il corpo Da Java 8 un’interfaccia può avere anche metodi static e metodi default, con il corpo, che le classi ereditano se non li ridefiniscono. In questo capitolo le interfacce hanno solo metodi astratti. public interface Confrontabile { boolean maggiore(Confrontabile c); // implicitamente public boolean paritetico(Confrontabile c); } c1.maggiore(c2) dice se c1 è maggiore di c2, e c1.paritetico(c2) se i due sono equivalenti. Il parametro è di tipo Confrontabile, quindi un oggetto confrontabile si confronta con un altro oggetto confrontabile. Canale 2 · Prof. Massimo Mecella 1

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public class Edificio implements Confrontabile { protected int altezza; public Edificio(int a) { altezza = a; } public int getAltezza() { return altezza; } @Override public boolean maggiore(Confrontabile e) { if (e != null && e instanceof Edificio) return altezza > ((Edificio) e).altezza; else return false; } @Override public boolean paritetico(Confrontabile e) { if (e != null && e instanceof Edificio) return altezza == ((Edificio) e).altezza; else return false; } } I metodi ricevono un Confrontabile, perché la segnatura deve essere quella dell’interfaccia. Per leggere l’altezza dell’altro edificio serve quindi il cast (Edificio) e (Capitolo 7, Sezione 2), e e instanceof Edificio controlla prima che l’oggetto sia davvero un edificio (Sezione 5). Persona ha la stessa struttura, con il campo eta al posto di altezza e il getter getEta(). Proposizione – Implementare un’interfaccia • La classe deve definire tutti i metodi dell’interfaccia, con la stessa segnatura e public. Altrimenti è un errore di compilazione, salvo che la classe sia abstract. • Un’interfaccia non ha istanze: new Confrontabile() non compila. 2 Interfacce come tipo Proposizione – Un’interfaccia è un tipo Un’interfaccia si usa come tipo di un parametro, di una variabile o di un array. Un riferimento di tipo Confrontabile denota un oggetto di una classe che implementa Confrontabile. Canale 2 · Prof. Massimo Mecella 2

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Così si scrivono funzioni polimorfe, come nel Capitolo 7, Sezione 9, che usano un’interfaccia senza sapere quali classi la implementano: public class ServiziConfrontabile { public static Confrontabile maggioreTraTre(Confrontabile c1, Confrontabile c2, Confrontabile c3) { if ((c1.maggiore(c2) || c1.paritetico(c2)) && (c1.maggiore(c3) || c1.paritetico(c3))) return c1; else if ((c2.maggiore(c1) || c2.paritetico(c1)) && (c2.maggiore(c3) || c2.paritetico(c3))) return c2; else return c3; } } Canale 2 · Prof. Massimo Mecella 3

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Persona p1 = new Persona(30), p2 = new Persona(35), p3 = new Persona(32); Edificio e1 = new Edificio(12), e2 = new Edificio(5), e3 = new Edificio(100); Persona pp = (Persona) ServiziConfrontabile.maggioreTraTre(p1, p2, p3); Edificio ee = (Edificio) ServiziConfrontabile.maggioreTraTre(e1, e2, e3); System.out.println(pp.getEta()); // 35 System.out.println(ee.getAltezza()); // 100 La stessa funzione, scritta una volta, confronta persone ed edifici, e varrà per ogni classe che implementerà Confrontabile. Restituisce un Confrontabile, quindi chi vuole usare il risultato come persona deve fare il cast (Persona). «interface» Confrontabile maggiore(Confrontabile) paritetico(Confrontabile) Persona eta Edificio altezza Due classi senza nulla in comune implementano la stessa interfaccia. In UML l’implementazione è una freccia tratteggiata con la punta vuota. 3 Interfacce e classi astratte Proposizione – Che cosa è e che cosa sa fare • Una classe astratta astrae un insieme di oggetti simili, quelli delle sue derivate: dice che cosa un oggetto è. • Un’interfaccia astrae un insieme di funzionalità: dice che cosa un oggetto sa fare. Rettangoli, triangoli e cerchi sono figure, con un colore e una struttura comuni, quindi Figura è una classe astratta (Capitolo 7, Sezione 8). Persone ed edifici hanno in comune solo la capacità di confrontarsi: una classe base comune direbbe che sono lo stesso tipo di cosa, ed è una forzatura. In più una classe ha una sola classe base, mentre le interfacce possono essere molte. Canale 2 · Prof. Massimo Mecella 4

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Proposizione – Più interfacce 1. Una classe può implementare più interfacce, elencate dopo implements e separate da virgole. 2. Un’interfaccia può derivare da altre interfacce con extends, anche da più di una: per le interfacce l’ereditarietà multipla è ammessa. 3. Una classe che implementa un’interfaccia derivata definisce i metodi di tutte le interfacce da cui deriva. public interface I { void g(); } public interface J { void h(); } public interface M extends I, J { void k(); } public class C1 implements I, J { // definisce g() e h() public void g() { ... } public void h() { ... } } public class C2 implements M { // definisce g(), h() e k() public void g() { ... } public void h() { ... } public void k() { ... } } Se J estendesse I, una classe che implementa J definirebbe sia h() sia g(), ereditato da I. L’ereditarietà multipla, vietata fra le classi (Capitolo 7, Sezione 1), qui non crea ambiguità: due interfacce che dichiarano lo stesso metodo astratto non portano due corpi fra cui scegliere, e la classe ne scrive uno solo. Classe astratta Interfaccia Astrae che cosa un oggetto è che cosa un oggetto sa fare Campi sì solo costanti statiche Metodi astratti e con il corpo astratti, public Per ogni classe una sola base, con extends quante si vuole, con implements 4 La classe Object Definizione – La classe Object Tutte le classi Java derivano da Object: direttamente, se non hanno extends, oppure attraverso la loro classe base. Ogni oggetto è quindi un’istanza di Object e ne eredita i metodi. Canale 2 · Prof. Massimo Mecella 5

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Object è la radice di tutte le gerarchie di classi: class B { ...} è come class B extends Object { ...}, e una variabile di tipo Object può denotare qualunque oggetto. Metodo di Object Che cosa fa public String toString() una stringa che rappresenta l’oggetto public final Class getClass() la classe dell’oggetto (Sezione 5) public boolean equals(Object o) l’uguaglianza con o (Capitolo 9) public int hashCode() un intero calcolato dall’oggetto (Capitolo 9) protected Object clone() una copia dell’oggetto (Capitolo 9) Definizione – toString toString() restituisce una stringa stampabile che rappresenta l’oggetto. Java la invoca da solo quando l’oggetto va stampato con println o concatenato a una stringa con +. public class B { private int i; public B(int x) { i = x; } @Override public String toString() { return "i: " + i; } } ... B b = new B(5); System.out.println(b); // i: 5 La versione di Object dà il nome della classe, @ e un codice esadecimale, come B@58644d46. Il codice cambia da un’esecuzione all’altra e non dice nulla del contenuto, quindi conviene ridefinire toString. Canale 2 · Prof. Massimo Mecella 6

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In una derivata, super.toString() riusa la descrizione della base: public class D extends B { private int j; public D(int x, int y) { super(x); j = y; } @Override public String toString() { return super.toString() + " j: " + j; } } ... System.out.println(new D(5, 10)); // i: 5 j: 10 i è private in B, quindi D non lo potrebbe nemmeno leggere. Con super.toString() ne ottiene la descrizione senza conoscerla e senza duplicare codice, e se B aggiunge un campo e aggiorna il suo toString, D non va cambiata. 5 La classe Class Definizione – La classe Class Durante l’esecuzione, per ogni classe e interfaccia del programma la JVM ha un oggetto di tipo Class che la rappresenta. Lo denotano: • il letterale C.class, per la classe C; • un riferimento di tipo Class, come Class c = C.class; oppure Class c = o.getClass();. L’oggetto Class conosce nome, metodi e classe base della classe che rappresenta, per esempio d.getClass().getName() dà "D". Gli oggetti Class li crea la JVM quando carica le classi: Class non ha costruttori accessibili, e new Class() non compila. Definizione – isInstance c.isInstance(o) restituisce true se e solo se o denota un oggetto istanza della classe, o dell’interfaccia, rappresentata da c. Canale 2 · Prof. Massimo Mecella 7

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«Istanza» va inteso secondo i principi della derivazione (Capitolo 7, Sezione 1): un oggetto D è anche un B. public class B {} public class D extends B {} ... B b1 = new B(); D d1 = new D(); System.out.println(B.class.isInstance(b1)); // true System.out.println(B.class.isInstance(d1)); // true: un D è un B System.out.println(D.class.isInstance(d1)); // true System.out.println(D.class.isInstance(b1)); // false: un B non è un D Il controllo riguarda l’oggetto, non il riferimento, cioè guarda il tipo dinamico (Esercizio 1). Definizione – instanceof L’operatore o instanceof C verifica se o è istanza della classe C, o implementa l’interfaccia C. Equivale a C.class.isInstance(o). instanceof non usa un oggetto Class ma il nome della classe scritto nel codice, che quindi deve essere noto durante la compilazione. Con isInstance la classe si può scegliere durante l’esecuzione: se c è una variabile di tipo Class, c.isInstance(o) non si può scrivere con instanceof. Se o vale null, o instanceof C è false: in Edificio il controllo e != null è ridondante. Definizione – getClass o.getClass(), ereditato da Object, restituisce l’oggetto Class della classe con cui o è stato creato, la più specifica, qualunque sia il tipo del riferimento usato. Canale 2 · Prof. Massimo Mecella 8

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instanceof accetta anche le derivate, getClass dà la classe esatta: B b = new D(); System.out.println(b instanceof B); // true: un D è un B System.out.println(b.getClass() == D.class); // true System.out.println(b.getClass() == B.class); // false getClass serve a confrontare la classe di due oggetti, come fa equals nel Capitolo 9. Riepilogo • Interfaccia: metodi public senza corpo, e nessuna istanza. Chi la implementa definisce tutti i metodi. • Interfaccia come tipo: per parametri, variabili e array. Le funzioni che la usano valgono per ogni classe che la implementa. • Classe astratta e interfaccia: che cosa un oggetto è, e che cosa sa fare. • Più interfacce: implements I, J. interface M extends I, J è ereditarietà multipla. • Object: la radice di ogni gerarchia. Tutte le classi ne ereditano i metodi. • toString: si ridefinisce per descrivere l’oggetto, e nelle derivate riusa super.toString(). • Class: C.class e o.getClass(). isInstance e instanceof accettano le derivate. • getClass: la classe esatta dell’oggetto, qualunque sia il riferimento. Canale 2 · Prof. Massimo Mecella 9

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6 Esercizi Esercizio 1 – isInstance con un’interfaccia Che cosa stampa ciascuna istruzione, e perché? public interface I {} public class D implements I {} ... I i1 = new D(); D d1 = new D(); System.out.println(I.class.isInstance(i1)); System.out.println(I.class.isInstance(d1)); System.out.println(D.class.isInstance(d1)); System.out.println(D.class.isInstance(i1)); Soluzione a pagina 11 → Canale 2 · Prof. Massimo Mecella 10

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7 Soluzioni Soluzione dell’Esercizio 1 – isInstance con un’interfaccia Tutte e quattro stampano true, perché i1 e d1 denotano due oggetti D, e D implementa I: 1. ogni oggetto D è istanza di I, quindi le prime due sono vere; 2. ogni oggetto D è istanza di D, quindi lo sono anche le ultime due. L’ultima conta: i1 ha tipo statico I, ma isInstance guarda l’oggetto, che è un D. Nell’esempio con B e D della Sezione 5 la chiamata analoga era falsa perché l’oggetto era davvero un B. ← Torna all’Esercizio 1, pagina 10 Canale 2 · Prof. Massimo Mecella 11

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