Impara Astrazione | Principi OOP

L'astrazione è un concetto fondamentale nella programmazione orientata agli oggetti (OOP) che consente di nascondere i dettagli complessi dell'implementazione e di concentrarsi sulle funzionalità essenziali. In C#, l'astrazione viene realizzata tramite le classi astratte.

Nota

L'OOP si basava inizialmente su tre principi (talvolta chiamati "I Tre Pilastri dell'OOP"), tra cui Incapsulamento, Ereditarietà e Polimorfismo. Pertanto, l'Astrazione è una nuova aggiunta e talvolta potrebbe non essere considerata un concetto fondamentale secondo alcune fonti; tuttavia, rappresenta comunque un concetto importante.

Una classe astratta è una classe che non può essere istanziata, il che significa che non è possibile creare un oggetto di quella classe. Una classe astratta può contenere attributi e metodi come qualsiasi altra classe, ma può anche includere metodi astratti, che sono metodi modello destinati a essere implementati dalle classi derivate.

È possibile creare una classe astratta aggiungendo la parola chiave abstract prima della definizione della classe. Ad esempio, creiamo una classe astratta chiamata Shape:

index.cs


              12345678910111213141516171819
            
using System;

abstract class Shape
{
    protected float circumference;

    public float getCircumference()
    {
        return circumference;
    }
}

class ConsoleApp
{
    static void Main()
    {
        Shape s = new Shape(); // Error: Cannot create an instance of an abstract class
    }
}

Allo stesso modo, è possibile creare un metodo astratto aggiungendo la parola chiave abstract prima del suo tipo di ritorno. Un metodo astratto non ha alcun corpo: rappresenta semplicemente uno schema:

index.cs


              1234567891011
            
abstract class Shape
{
    protected float circumference;

    public float getCircumference()
    {
        return circumference;
    }

    public abstract float getArea();
}

Lo scopo di questo è creare un modello per altre classi. Questo aiuta a semplificare il codice. Per comprendere meglio, osserviamo l'esercizio sulla Polimorfismo dal Capitolo 5:

index.cs


              123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102
            
using System;

class Shape
{
    // Perimeter is the length of the 'outline' of a shape
    protected float perimeter;

    public float getPerimeter()
    {
        return perimeter;
    }

    public virtual float getArea()
    {
        return 0.0f;
    }

    // A virtual method can only be either 'public' or 'protected'
    protected virtual float calculatorPerimeter()
    {
        return 0.0f;
    }
}

class Rectangle : Shape
{
    float width;
    float height;

    public Rectangle(float width, float height)
    {
        this.width = width;
        this.height = height;
        this.perimeter = getPerimeter();
    }

    public override float getArea()
    {
        return width * height;
    }

    protected override float calculatorPerimeter()
    {
        return width * 2 + height * 2;
    }
}

class Square : Shape
{
    float length;

    public Square(float length) 
    {
        this.length = length * length;
    }

    public override float getArea()
    {
        return length * length;
    }

    protected override float calculatorPerimeter()
    {
        return 4 * length;
    }
}

class Circle : Shape
{
    float radius;

    public Circle(float radius)
    {
        this.radius = radius;
    }

    // Area of a Circle = pi . r . r
    public override float getArea()
    {
        return 3.14f * radius * radius;
    }

    // Perimeter (or) Circumference: 2 . pi . r
    protected override float calculatorPerimeter()
    {
        return 2.00f * 3.14f * radius;
    }
}

class ConsoleApp
{
    static void Main()
    {
        Rectangle r1 = new Rectangle(10f, 20f);
        Square s1 = new Square(10f);
        Circle c1 = new Circle(10f);

        Console.WriteLine(r1.getArea());
        Console.WriteLine(s1.getArea());
        Console.WriteLine(c1.getArea());
    }
}

Nell'esempio sopra, non si intende mai utilizzare la classe Shape, tuttavia è stato comunque necessario scrivere alcune implementazioni fittizie dei metodi getArea e calculatePerimeter all'interno della classe Shape. È possibile semplificare questo codice rendendo la classe Shape astratta; inoltre, è possibile rendere astratti anche i metodi getArea e calculatePerimeter.

Nota

Un metodo può essere astratto oppure virtuale, ma non entrambi contemporaneamente. Tuttavia, è importante notare che un metodo astratto è fondamentalmente un metodo virtuale (sovrascrivibile), ma non possiede alcun corpo nella classe base.

index.cs


              123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100
            
using System;
using System.Collections.Generic;

abstract class Shape
{
    // Perimeter is the length of the 'outline' of a shape
    protected float perimeter;

    public float getPerimeter()
    {
        return perimeter;
    }

    public abstract float getArea();
    protected abstract float calculatorPerimeter();
}

class Rectangle : Shape
{
    float width;
    float height;

    public Rectangle(float width, float height)
    {
        this.width = width;
        this.height = height;
        this.perimeter = getPerimeter();
    }

    public override float getArea()
    {
        return width * height;
    }

    protected override float calculatorPerimeter()
    {
        return width * 2 + height * 2;
    }
}

class Square : Shape
{
    float length;

    public Square(float length) 
    {
        this.length = length * length;
    }

    public override float getArea()
    {
        return length * length;
    }

    protected override float calculatorPerimeter()
    {
        return 4 * length;
    }
}

class Circle : Shape
{
    float radius;

    public Circle(float radius)
    {
        this.radius = radius;
    }

    public override float getArea()
    {
        return 3.14f * radius * radius;
    }

    protected override float calculatorPerimeter()
    {
        return 2.00f * 3.14f * radius;
    }
}

class ConsoleApp
{
    static void Main()
    {
        Rectangle r1 = new Rectangle(10f, 20f);
        Square s1 = new Square(10f);
        Circle c1 = new Circle(10f);

        // We cannot create an instance of 'Shape' but we can use type datatype "Shape" for creating variables, arrays or lists
        List<Shape> shapes = new List<Shape>();
        shapes.Add(r1);
        shapes.Add(s1);
        shapes.Add(c1);

        foreach(Shape shape in shapes)
        {
            Console.WriteLine(shape.getArea());
        }
    }
}

1. Quale parola chiave viene utilizzata per rendere una classe astratta?

2. Una classe astratta può essere istanziata?

Tutto è chiaro?

Grazie per i tuoi commenti!

Sezione 5. Capitolo 8

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Suggested prompts:

Can you show me an example of an abstract class with abstract methods in C#?

What is the difference between an abstract class and an interface in C#?

How do derived classes implement abstract methods?

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Nota

È possibile creare una classe astratta aggiungendo la parola chiave abstract prima della definizione della classe. Ad esempio, creiamo una classe astratta chiamata Shape:

index.cs


              12345678910111213141516171819
            
using System;

abstract class Shape
{
    protected float circumference;

    public float getCircumference()
    {
        return circumference;
    }
}

class ConsoleApp
{
    static void Main()
    {
        Shape s = new Shape(); // Error: Cannot create an instance of an abstract class
    }
}

index.cs


              1234567891011
            
abstract class Shape
{
    protected float circumference;

    public float getCircumference()
    {
        return circumference;
    }

    public abstract float getArea();
}

Lo scopo di questo è creare un modello per altre classi. Questo aiuta a semplificare il codice. Per comprendere meglio, osserviamo l'esercizio sulla Polimorfismo dal Capitolo 5:

index.cs


              123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102
            
using System;

class Shape
{
    // Perimeter is the length of the 'outline' of a shape
    protected float perimeter;

    public float getPerimeter()
    {
        return perimeter;
    }

    public virtual float getArea()
    {
        return 0.0f;
    }

    // A virtual method can only be either 'public' or 'protected'
    protected virtual float calculatorPerimeter()
    {
        return 0.0f;
    }
}

class Rectangle : Shape
{
    float width;
    float height;

    public Rectangle(float width, float height)
    {
        this.width = width;
        this.height = height;
        this.perimeter = getPerimeter();
    }

    public override float getArea()
    {
        return width * height;
    }

    protected override float calculatorPerimeter()
    {
        return width * 2 + height * 2;
    }
}

class Square : Shape
{
    float length;

    public Square(float length) 
    {
        this.length = length * length;
    }

    public override float getArea()
    {
        return length * length;
    }

    protected override float calculatorPerimeter()
    {
        return 4 * length;
    }
}

class Circle : Shape
{
    float radius;

    public Circle(float radius)
    {
        this.radius = radius;
    }

    // Area of a Circle = pi . r . r
    public override float getArea()
    {
        return 3.14f * radius * radius;
    }

    // Perimeter (or) Circumference: 2 . pi . r
    protected override float calculatorPerimeter()
    {
        return 2.00f * 3.14f * radius;
    }
}

class ConsoleApp
{
    static void Main()
    {
        Rectangle r1 = new Rectangle(10f, 20f);
        Square s1 = new Square(10f);
        Circle c1 = new Circle(10f);

        Console.WriteLine(r1.getArea());
        Console.WriteLine(s1.getArea());
        Console.WriteLine(c1.getArea());
    }
}

Nota

index.cs


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using System;
using System.Collections.Generic;

abstract class Shape
{
    // Perimeter is the length of the 'outline' of a shape
    protected float perimeter;

    public float getPerimeter()
    {
        return perimeter;
    }

    public abstract float getArea();
    protected abstract float calculatorPerimeter();
}

class Rectangle : Shape
{
    float width;
    float height;

    public Rectangle(float width, float height)
    {
        this.width = width;
        this.height = height;
        this.perimeter = getPerimeter();
    }

    public override float getArea()
    {
        return width * height;
    }

    protected override float calculatorPerimeter()
    {
        return width * 2 + height * 2;
    }
}

class Square : Shape
{
    float length;

    public Square(float length) 
    {
        this.length = length * length;
    }

    public override float getArea()
    {
        return length * length;
    }

    protected override float calculatorPerimeter()
    {
        return 4 * length;
    }
}

class Circle : Shape
{
    float radius;

    public Circle(float radius)
    {
        this.radius = radius;
    }

    public override float getArea()
    {
        return 3.14f * radius * radius;
    }

    protected override float calculatorPerimeter()
    {
        return 2.00f * 3.14f * radius;
    }
}

class ConsoleApp
{
    static void Main()
    {
        Rectangle r1 = new Rectangle(10f, 20f);
        Square s1 = new Square(10f);
        Circle c1 = new Circle(10f);

        // We cannot create an instance of 'Shape' but we can use type datatype "Shape" for creating variables, arrays or lists
        List<Shape> shapes = new List<Shape>();
        shapes.Add(r1);
        shapes.Add(s1);
        shapes.Add(c1);

        foreach(Shape shape in shapes)
        {
            Console.WriteLine(shape.getArea());
        }
    }
}

1. Quale parola chiave viene utilizzata per rendere una classe astratta?

2. Una classe astratta può essere istanziata?

Tutto è chiaro?

Grazie per i tuoi commenti!

Sezione 5. Capitolo 8