Introduzione alle Classi e agli Oggetti in C#

La programmazione orientata agli oggetti (OOP) ha rivoluzionato il modo in cui si progettano e sviluppano applicazioni, mettendo al centro entità chiamate oggetti, che rappresentano sia elementi del mondo reale sia concetti astratti.

In questa lezione introdurremo i principi fondamentali di classi e oggetti in OOP, esaminando come queste entità racchiudano stato e comportamento e come le classi ne definiscano la struttura e il modello di creazione.

Classi e Oggetti

Negli ultimi decenni la programmazione e l'informatica hanno conosciuto una crescita straordinaria, introducendo concetti che hanno cambiato radicalmente il modo in cui vengono costruiti i programmi.

La programmazione orientata agli oggetti (Object-Oriented Programming, OOP) rappresenta proprio questa innovazione.

Faremo una breve introduzione ai principi della OOP e ai concetti principali utilizzati in essa.

Per prima cosa spiegheremo cosa sono classi e oggetti. Questi due termini sono alla base dell'OOP e fanno parte integrante della vita di qualunque programmatore moderno.

Che Cos'è la Programmazione Orientata agli Oggetti?

La programmazione orientata agli oggetti (OOP) è un paradigma di programmazione che utilizza oggetti e le loro interazioni per costruire programmi informatici.

Il vantaggio di questo modello è la semplicità e l'intuitività con cui può rappresentare la realtà, fornendo al programmatore un modo per risolvere problemi con una logica vicina a quella del mondo reale.

Al momento non approfondiremo i vantaggi della OOP né i principi che regolano la costruzione di gerarchie di classi e oggetti.

Ci limiteremo a menzionare che le tecniche fondamentali della OOP includono spesso incapsulamento, astrazione, polimorfismo ed ereditarietà. Approfondiremo queste tecniche nelle lezioni successive.

Ora ci concentreremo sugli oggetti come concetto base nella OOP.

Che Cos'è un Oggetto?

Introdurremo il concetto di oggetto nel contesto dell'OOP. Gli oggetti software modellano oggetti del mondo reale o concetti astratti (che sono anch'essi considerati oggetti).

• Esempi di oggetti reali: persone, automobili, merci, acquisti, ecc.
• Esempi di oggetti astratti: stack, queue, list, tree (strutture dati); sono concetti da modellare e utilizzare in un programma, ma non verranno trattati qui in dettaglio.

Negli oggetti reali (così come negli oggetti astratti) possiamo distinguere due gruppi di caratteristiche:

1. Stati: caratteristiche che descrivono l'oggetto in generale o in un dato momento (es. nome, colore del pelo, razza per un cane).
2. Comportamento: azioni o funzioni distintive che l'oggetto può compiere (es. abbaiare, sedersi, camminare).

In OOP, gli oggetti uniscono dati e metodi per elaborare tali dati, rispecchiando i concetti del mondo reale in un unico costrutto:

• Dati (data members): variabili interne all'oggetto che descrivono i suoi stati.
• Metodi: funzioni o procedure per definire il comportamento dell'oggetto.

Che Cos'è una Classe?

La classe definisce le caratteristiche astratte di un oggetto.

Fornisce una struttura o un pattern che descrive la natura di qualcosa (un oggetto). Le classi sono i mattoni fondamentali della OOP e sono strettamente collegate agli oggetti. Ogni oggetto è un'istanza di una precisa classe.

Esempio

Consideriamo la classe Cane e l'oggetto Lassie, che è un'istanza della classe Cane. Diciamo che Lassie è un oggetto di tipo Cane. La classe Cane descrive le caratteristiche comuni a tutti i cani, mentre Lassie è un cane specifico.

Le classi forniscono modularità nei programmi orientati agli oggetti. Le loro caratteristiche devono essere significative in un contesto comune, così che siano comprensibili alle persone che conoscono il dominio del problema.

Ad esempio, la classe Cane non dovrebbe avere una caratteristica Processore, perché in questo contesto non avrebbe alcun significato.

Classi, Attributi e Comportamento

La classe definisce sia le caratteristiche di un oggetto (chiamate attributi) sia il comportamento (azioni che l'oggetto può svolgere).

Gli attributi della classe sono definiti come variabili interne (dette variabili membro), mentre il comportamento degli oggetti è modellato attraverso la definizione di metodi.

Esempio di definizione reale di una classe

Riprendiamo l'esempio del cane. Se vogliamo definire una classe Cane che modella il cane come oggetto reale, includeremo caratteristiche comuni a tutti i cani (es. razza e colore del pelo), così come tipiche azioni di un cane (es. abbaiare, sedersi e camminare).

In questo caso, gli attributi saranno razza e colorePelo, mentre il comportamento sarà implementato dai metodi Abbaia(), Siedi() e Cammina(). Questi metodi definiscono il comportamento di un cane.

Oggetti: Istanze di Classi

Abbiamo visto che ogni oggetto è un'istanza di una sola classe e viene creato in base al pattern di quella classe.

La creazione di un oggetto di una classe definita è chiamata istanza (instantiation). L'istanza è l'oggetto stesso, creato durante l'esecuzione del programma.

Ogni oggetto è un'istanza di una classe specifica. Questa istanza è caratterizzata dallo stato (un insieme di valori associati agli attributi della classe). Nel contesto del comportamento di un oggetto, possiamo distinguere lo stato corrente (proprio dell'istanza) dal comportamento (comune a tutti gli oggetti di quella classe).

In Sintesi

In questa lezione introduttiva sulla programmazione ad Oggetti in C#, abbiamo esaminato alcuni concetti fondamentali:

• OOP: un paradigma di programmazione che utilizza oggetti e classi come costrutti principali.
• Oggetto: combina stati (dati/attributi) e comportamenti (metodi) in un'unica entità che rappresenta un elemento reale o astratto.
• Classe: definisce le caratteristiche e il comportamento di un oggetto, fungendo da blueprint (modello) per crearne le istanze.
• Istanza: un oggetto concreto creato a runtime che implementa gli attributi e i metodi definiti dalla classe.
• Esempio: Cane come classe, Lassie come oggetto di tipo Cane, con attributi come razza e colore del pelo, e metodi come abbaiare, sedersi e camminare.

Nella prossima lezione inizieremo a studiare le classi in C#, soprattutto come definirle.