Benvenuti alla seconda lezione di INFORMATEMATICA, l'argomento di questa nuova lezione sono i quadrilateri. Con l'aiuto della tartaruga Pitagora imparerete a disegnare quadrati, rombi, rettangoli e trapezi e a calcolare le loro principali informazioni geometriche. 

Per iniziare dovete creare il pannello di controllo dove inserire le informazioni che servono alla tartaruga  Pitagora per disegnare il tipo di quadrilatero scelto.

COME CREARE IL PANNELLO DI CONTROLLO PER DISEGNARE I QUATRILATERI

Per creare un'interfaccia grafica con Python dovete importare la libreria Tkinter con il comando seguente:

import tkinter as tk

Potete utilizzare l'alias tk per usare tutti i widget e le funzioni contenute all'interno di questa potente libreria grafica.

I widget più utilizzati sono: Label, Entry,  Radiobutton,  Checkbutton,  Spinbox,  Listbox,  Button.

Per creare il pannello di controllo che servirà per disegnare i quadrilateri, utilizzeremo i seguenti widget: Label, Spinbox, Checkbutton, Button.

Potete creare la finestra che conterrà i widget con il comando seguente:

 root = tk.Tk()

Ad esempio, il codice Python seguente vi permette di creare una finestra, larga 320 pixel ed alta 360 pixel, di disattivare il suo ridimensionamento ed impostare il titolo che apparirà in alto a sinistra:

root = tk.Tk()
root.geometry("320x360")
root.resizable(False,False)
root.title("Quadrilateri")

COME AGGIUNGERE I WIDGET ALLA FINESTRA TKINTER

Dopo la creazione della finestra tkinter, per aggiungere i widget che servono, li dovete prima creare e poi successivamente con le funzioni pack() oppure grid() li potete collegare.

La funzione pack() dispone i componenti in modo sequenziale, dall'alto verso il basso, permettendo di allinearli in alto, in basso, a sinistra e a destra, aggiungendo l'argomento side, come mostra l'esempio seguente:

root = Tk()
root.geometry('250x150')
button1 = Button(text="Left")
button1.pack(side = LEFT)
button2 = Button(text="Top")
button2.pack(side = TOP)
button3 = Button(text="Right")
button3.pack(side = RIGHT)
button4 = Button(text="Bottom")
button4.pack(side = BOTTOM)
root.mainloop()

La funzione grid() permette di disporre i componenti all'interno di una griglia, indicando la loro posizione attraverso la riga e la colonna.

L'esempio seguente mostra come potete aggiungere alla finestra root alcuni dei widget che vi servono:

root = tk.Tk()
root.geometry("320x360")
root.resizable(False,False)
root.title("Quadrilateri")
varTipo=tk.StringVar(root)
colore=tk.StringVar(root)
chkbt=tk.IntVar(root)
lbl_tipo=tk.Label(root,text="Tipo quadrilatero")
tipo=tk.Spinbox(root, values=["Quadrato", "Rombo", "Rettangolo", "Trapezio"], textvariable=varTipo, command=lambda: abilita_disabilita_controlli_pannello_quadrilateri(controlli_a,controlli_b), state="readonly")
lbl_colore=tk.Label(root,text="Colore del quadrilatero")
colore=tk.Spinbox(root,values=("None", "Blue", "Red", "Orange", "Green", "Yellow", "Violet", "Fuchsia", "Pink", "Deepskyblue", "Aqua", "Lightgreen", "Gold", "Peru", "Black", "Gray", "White"], textvariable=colore, state="readonly")
...
disegna = tk.Button(root, width=19, text ="Disegna", command = lambda:disegna_quadrilatero(varTipo.get(), int(rotazione.get()), int(lato_A.get()), int(lato_B.get()),colore.get(), int(sezione.get()), chkbt.get()))
coord_diag = tk.Checkbutton(root, text='Coordinate e diagonale',variable=chkbt,onvalue=1,offvalue=0)
...
lbl_tipo.grid(row=0,column=0)
tipo.grid(row=1,column=0)
lbl_colore.grid(row=2,column=0)
colore.grid(row=3,column=0)
disegna.grid(row=12,column=0)
coord_diag.grid(row=13,column=0)
...
root.mainloop()

Il comando root.mainloop() visualizza il  pannello di controllo è si mette in ascolto degli eventi prodotti dagli utenti che usano l'interfaccia grafica.

Principalmente le azioni di un utente che sono associate ad un evento sono due: il click del mouse su un pulsante ed il cambiamento del contenuto di un widget, entrambi gli eventi possono essere associati all'esecuzione di una funzione con l'opzione command, come mostra il codice seguente:

disegna = tk.Button(root, width=19, text ="Disegna", command = lambda:disegna_quadrilatero(tipo.get(),int(rotazione.get()),int(lato_A.get()),int(lato_B.get()),colore.get(),int(sezione.get()),chkbt.get())),

quando l'utente clicca sul button disegna viene eseguita la funzione disegna_quadrilatero(...).
 

COME GESTIRE I VALORI ASSEGNATI AI WIDGET

Per gestire i valori contenuti nei widget di tipo input come ad esempio: Entry,  Radiobutton,  Checkbutton,  Spinbox,  Listbox, dovete associare il componente ad una variabile attraverso le opzioni textvariable o variable, come mostrano gli esempi seguenti:

Esempio 1

varTipo=tk.StringVar(root)
tipo=tk.Spinbox(root, values=["Quadrato", "Rombo", "Rettangolo", "Trapezio"], textvariable=varTipo, command=lambda: abilita_disabilita_controlli_pannello_quadrilateri(controlli_a,controlli_b), state="readonly")

Esempio 2

chkbt=tk.IntVar(root)
coord_diag = tk.Checkbutton(root, text='Coordinate e diagonale',variable=chkbt,onvalue=1,offvalue=0)

Le variabili varTipo e chkbt attraverso le opzioni textvariable e variable sono state associate ai widget  tipo e coord_diag, in questo modo attraverso le due variabili potete leggere o assegnare un valore ai due componenti.

Per assegnare o leggere il valore di una variabile  associata ad un widget dovete utilizzare le funzioni: set(valore) e get():

print(chkbt.get())
varTipo.set("Quadrato")

COME ELIMINARE UN WIDGET DA  UNA FINESTRA TKINTER

Per eliminare un widget da una finestra Tkinter,  dovete utilizzare la funzione pack_forget() se il componente è stato collegato con la funzione pack(), altrimenti dovete usare la funzione grid_forget(), come mostra l'esempio seguente:

tipo.grid_forget()
disegna.grid_forget()

Per eliminare velocemente tutti  i  widget di una finestra, potete aggiungere i loro indirizzi ad una lista ed utilizzare un ciclo for per eliminarli tutti con le funzioni grid_forget() oppure  pack_forget(), come mostra la funzione seguente:

#Elimina controlli pannello quadrilateri
def elimina_controlli_pannello_quadrilateri(controlli_a,controlli_b):
    for i in range(len(controlli_a)):
        controlli_a[i].grid_forget()
    for i in range(len(controlli_b)):
        controlli_b[i].grid_forget()

Le liste controlli_a e controlli_b contengono i riferimenti a tutti i widget del pannello di controllo usato per gestire i quadrilateri:

lbl_tipo.grid(row=0,column=0)
controlli_a.append(lbl_tipo)
tipo.grid(row=1,column=0)
controlli_a.append(tipo)
lbl_colore.grid(row=2,column=0)
controlli_a.append(lbl_colore)
colore.grid(row=3,column=0)
controlli_a.append(colore)
lbl_sezione.grid(row=4,column=0)
controlli_a.append(lbl_sezione)
sezione.grid(row=5,column=0)
controlli_a.append(sezione)
lbl_lato_A.grid(row=6,column=0)
controlli_a.append(lbl_lato_A)
lato_A.grid(row=7,column=0)
controlli_a.append(lato_A)

LA GEOMETRIA DEL QUADRATO E DEL ROMBO
Il quadrato ed il rombo hanno le stesse caratteristiche geometriche, l'unica differenza è che il rombo ha un angolo di rotazione iniziale di 45 gradi.
Per disegnare entrambe le figure basta un solo lato:



La diagonale di queste due figure geometriche si può calcolare applicando il teorema di pitagora.

 

Il codice Python seguente mostra come calcolare la diagonale, il perimetro e l'area, sia del quadrato, sia del rombo:

#Importare la libreria math
import math

#Diagonale
d=round(math.sqrt(math.pow(lato_A,2)+math.pow(lato_A,2)),3)

#Perimetro
p=lato_A*4

#Area
a=math.pow(lato_A,2)

Il codice Python seguente mostra come aggiornare i dati dei widget, nel pannello di controllo:

#Visualizzazione delle informazioni geometriche calcolate nel pannello di controllo
perimetro.config(text=str(p))
area.config(text=str(a))
diagonale.config(text=str(d))

L'angolo alfa adiacente al vertice A, come mostra l'immagine, misura 90°:

quindi la somma degli angoli interni del quadrato e del rombo corrisponde 360°.

#Angolo adiacente al vertice A
val_angolo_A=90
#Calcolo della somma degli angoli interni del quadrato e del rombo
val_angoli_somma=4*val_angolo_A
#Visualizzazione delle informazioni geometriche calcolate nel pannello di controllo
angolo_A.config(text=str(val_angolo_A))
angoli_somma.config(text=str(val_angoli_somma))

LA GEOMETRIA DEL RETTTANGOLO

Per disegnare un rettangolo occorrono due lati di lunghezza diversa, vi suggerisco di fare in modo che il lato_A sia quello minore ed il lato_B quello maggiore:

Anche in questo caso per calcolare la diagonale del rettangolo si può usare il teorema di pitagora.

Il codice Python seguente mostra come calcolare la diagonale, il perimetro e l'area, del rettangolo:

#Importare la libreria math
import math

#Diagonale
d=round(math.sqrt(math.pow(lato_A,2)+math.pow(lato_B,2)),3)
#Perimetro
p=(lato_A*2)+(lato_B*2)
#Area
a=lato_A*lato_B
#Visualizzazione delle informazioni geometriche calcolate nel pannello di controllo
perimetro.config(text=str(p))
area.config(text=str(a))
diagonale.config(text=str(d))

Anche nel rettangolo, l'angolo alfa adiacente al vertice A misura 90°:

quindi la somma degli angoli interni del quadrato e del rombo corrisponde 360°.

#Angolo adiacente al vertice A
val_angolo_A=90
#Calcolo della somma degli angoli interni del rettangolo
val_angoli_somma=4*val_angolo_A
#Visualizzazione delle informazioni geometriche calcolate nel pannello di controllo
angolo_A.config(text=str(val_angolo_A))
angolo_B.config(text=str(val_angolo_B))
angoli_somma.config(text=str(val_angoli_somma))

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T U T O R I A L S    S U G G E R I T I

• TypeScript
• Impariamo Python giocando al "Solitario del ferroviere"
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EDUCATIONAL GAMING BOOK (EGB) "H2O"

Nell'era dello SMART LEARNING e di PYTHON i libri non si scrivono, ma si sviluppano, in questo modo chi studia, può sperimentare ed apprendere contemporaneamente; un libro con queste caratteristiche lo possiamo definire un  Educational Gaming Book (EGB).

"H2O" è un EGB che descrive tutte le caratteristiche dell'acqua, la sostanza formata da molecole di H2O, che attraverso il suo ciclo di vita garantisce la sopravvivenza di tutti gli esseri viventi del Pianeta. 

L'obiettivo dell'EGB è quello di far conoscere ai giovani le proprietà dell'acqua, sotto molti aspetti uniche, per sensibilizzarli a salvaguardare un bene comune e raro, indispensabile per la vita. 

Per il DOWNLOAD di "H2O" clicca qui.

Benvenuti alla prima lezione di INFORMATEMATICA, l'obiettivo di questa prima attività è quello d'introdurre il significato di geometria e di piano cartesiano.

Per spiegare questi due concetti astratti ci faremo aiutare da Pitagora, la tartaruga esperta di geometria che vi farà scoprire il mondo dei punti e delle figure geometriche.

Pitagora è una tartaruga che può essere programmata con il linguaggio Python che fa tutto quello che gli insegnate, per queste attività gli abbiamo spiegato la geometria analitica o geometria cartesiana, la scienza matematica che permette di misurare le figure geometriche disegnate su un piano cartesiano.

La parola geometria nasce dalla composizione di due parole geo="terra" e metria="misura" e significa "misurazione della terra", la possiamo definire la scienza matematica che studia la disposizione dei punti nello spazio che formano le figure.

Lo spazio è l'ambiente che vi circonda in cui si trovano tutte le cose che vedete e con cui vi relazionate tutti i giorni. 

Poiché lo spazio che ci circonda è troppo grande, al punto di sembrare infinito, in geometria per misurare le cose si usa uno spazio molto più piccolo: il "piano cartesiano".

Un piano cartesiano lo potete immaginare come una parte di spazio delimitata, di forma quadrata o rettangolare, divisa in quattro parti da due assi perpendicolari (ortogonali), che contiene i punti e le figure da misurare.

Il  nome cartesiano è riferito al  matematico francese Cartesio, nel 1637 fu uno dei primi ad utilizzarlo  per effettuare misure geometriche. 

L'asse verticale, indicato con la lettera Y, si chiama asse delle ordinate, mentre quello orizzontale, indicato con la lettera X, si chiama asse delle ascisse.

Il punto in cui i due assi s'incontrano (intersezione), si chiama origine e si indica con la lettera O.

I valori dell'asse delle ascisse X a sinistra dell'origine O sono negativi (-), quelli a destra invece sono positivi (+).

I valori dell'asse delle ordinate Y al di sopra dell'origine O sono positivi (+), quelli al di sotto invece sono negativi (-).

Per indicare la posizione di qualunque punto nel piano dovete usare sempre una coordinata X ed una Y, come indicato nell'immagine seguente:

Le coordinate che indicano l'origine O  sono (X=0, Y=0).

In questa prima versione la tartaruga Pitagora è stata programmata per indicare le coordinate X ed Y dei punti del piano su cui cliccate usando il puntatore  del mouse, come indica l'immagine seguente:

Per usare il programma dovete installare l'interprete Python, per il download del programma d'installazione cliccate qui.

Per leggere, modificare ed eseguire il programma pitagora_v1.py, vi suggerisco di usare l'IDE (Integrated Development Environment) Visual Studio Code, per il download del programma d'installazione cliccate qui.

Per maggiori informazioni su Python e Visual Studio Code, cliccate qui per scaricare la guida.

COME PROGRAMMARE LA TARTARUGA PITAGORA

1) Per utilizzare la tartaruga Pitagora in un programma Python, dovete importare il modulo turtle con il comando:

import turtle

2) Con i comandi seguenti potete impostare la  forma della tartaruga, il colore, le dimensioni e la velocità di spostamento:

turtle.shape("turtle")
turtle.color("green")
turtle.shapesize(stretch_wid=2, stretch_len=2, outline=None)
turtle.speed(3)

3) Per impostare la dimensione della tartaruga potete anche usare il comando:

turtle.turtlesize(2)

4) Le forme di tartarughe possono essere le seguenti: "arrow", "turtle", "circle", "square", "triangle", "classic".

5) Per nascondere la tartaruga Pitagora usate il comando:

turtle.hideturtle()

6) Per mostrare la tartaruga Pitagora usate il comando:

turtle.showturtle()

7) La tartaruga Pitagora può ruotare sia in senso orario, sia in senso antiorario, ad esempio:

# Ruota la tartaruga di 60° in senso orario
turtle.rigth(60)

# Ruota la tartaruga di 60° in senso antiorario
turtle.left(60)

Il comando seguente vi permette d'impostare la direzione iniziale della tartaruga Pitagora:

turtle.setheading(90)

8) La tartaruga Pitagora quando si muove sul piano può disegnare, i comandi seguenti vi permettono di impostare lo stato della penna:

# Non disegna
turtle.penup()

# Disegna
turtle.pendown()

# Imposta il colore della penna
turtle.pencolor("black")

# Imposta lo spessore della punta della penna
turtle.pensize(10)

Nell'esempio seguente la tartaruga Pitagora disegna un segmento di colore rosso:

import turtle
turtle.shape("turtle")
turtle.turtlesize(2)
turtle.left(60)
turtle.pencolor("red")
turtle.pensize(5)
# Sposta la tartaruga Pitagora in avanti alla posizione 100
turtle.forward(100)
# Si mette in ascolto per verificare se l'utente esegue operazioni
turtle.mainloop()

9) I comandi seguenti permettono di muovere la tartaruga Pitagora:

# Sposta la tartaruga in avanti della distanza indicata
turtle.forward(100)

# Sposta la tartaruga indietro della distanza indicata
turtle.back(50)

# Sposta la tartaruga alle coordinate X,Y indicate
turtle.goto(-100,50)

# Sposta la tartaruga a caso nella posizione (X=0, Y=0)
turtle.home()

10) La tartaruga Pitagora, può scrivere nella posizione del piano in cui si trova, con il comando seguente:

turtle.write('La geometria della tartaruga Pitagora',align='center',font=("Garamond", 12, "normal"))

Le informazioni che dovete fornire al comando sono le seguenti:

a) Testo da scrivere
b) Tipo di allineamento: "center", "left", "right"
c) Tipo di carattere di stampa, ad esempio: "Ariale"
d) Dimensione del testo
e) Aspetto: "normal", "italic", "bold"

11) Per disegnare un punto nella posizione del piano in cui si trova la tartaruga Pitagora, usare il comando:

turtle.dot(10,colore)

12) Per associare una funzione Python al  click del mouse usare il comando seguente:

# Esegue la funzione evento_mouse_click quando si clicca con il mouse
turtle.onscreenclick(evento_mouse_click)

13) Per associare una funzione Python ad un tasto premuto usare il comando seguente:

turtle.onkey(undo,"space")
# Ascolta quando viene premuto lo spazio ed esegue la funzione undo
turtle.listen()

COME VISUALIZZARE O COPIARE IL CODICE PYTHON DEL PROGRAMMA PITAGORA

Per visualizzare o copiare il codice Python del programma PITAGORA, cliccate qui. 
Dopo la visualizzazione del codice Python, lo potete selezionare e copiare.
Se incollate il codice Python copiato in un nuovo file creato con Visual Studio Code lo potete salvare con il nome python_v1.py ed eseguire.

COME FARE IL DOWNLOAD DEL PROGRAMMA PITAGORA

1) Per eseguire il programma PITAGORA vi serve il file  pitagora_v1.py, per fare il download cliccate qui;
2) Dopo il download estrate dallo zip il file pitagora_v1.py;

COME ESEGUIRE IL PROGRAMMA PITAGORA

1) Se state lavorando con Windows  aprite esplora risorse, portatevi sotto la cartella dove si trova il file pitagora_v1.py ed eseguitelo con il doppio click;  
2) Per eseguire il programma da prompt dei comandi, portatevi sotto la cartella dove si trova il file pitagora_v1.py ed scrivete il comando:

python pitagora_v1.py

3) Per eseguire il programma da Visual Studio Code, aprite il file pitagora_v1.py premete il tasto desto del mouse e selezionate il comando Run Python File in Terminal:

COME DISEGNARE I PUNTI SUL PIANO CARTESIANO

Dopo l'avvio del programma, per disegnare i punti sul piano cartesiano, cliccate con il mouse in un punto qualsiasi, la tartaruga Pitagora disegnarà il punto e le sue coordinate nella posizione indicata.

Arrivederci alla prossima lezione!

Lezione successiva >> 

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EDUCATIONAL GAMING BOOK (EGB) "H2O"

Nell'era dello SMART LEARNING e di PYTHON i libri non si scrivono, ma si sviluppano, in questo modo chi studia, può sperimentare ed apprendere contemporaneamente; un libro con queste caratteristiche lo possiamo definire un  Educational Gaming Book (EGB).

"H2O" è un EGB che descrive tutte le caratteristiche dell'acqua, la sostanza formata da molecole di H2O, che attraverso il suo ciclo di vita garantisce la sopravvivenza di tutti gli esseri viventi del Pianeta. 

L'obiettivo dell'EGB è quello di far conoscere ai giovani le proprietà dell'acqua, sotto molti aspetti uniche, per sensibilizzarli a salvaguardare un bene comune e raro, indispensabile per la vita. 

Per il DOWNLOAD di "H2O" clicca qui.

La PLAYLIST "Competenze per programmare" è  una raccolta di lezioni pubblicate sul canale YOUTUBE  "Skill Factory channel"  rivolte ai giovani che devono acquisire le competenze fondamentali  per imparare a programmare.  Clicca qui per accedere alla PLAYLIST.

La PLAYLIST , di volta in volta, si arricchirà di nuove lezioni con nuovi contenuti che vi permetteranno di conoscere i linguaggi di programmazione più utilizzati dai programmatori che lavorono nelle aziende IT.

Per ricevere in tempo reale le notifiche delle nuove lezioni pubblicate, cliccate sul pulsante seguente per iscrivervi al canale.  Attenzione durante l'iscrizione non dimenticate di cliccare sulla campanella per richiedere l'invio delle notifiche dei video pubblicati.

In questa pagina verranno pubblicati tutti i programmi sviluppati durante le lezioni in modo da poterli scaricare e provare.
(Per motivi di sicurezza i programmi hanno tutti l'estensione txt, per poterli eseguire li dovete salvare e rinominare con l'estensione giusta.)

RISORSE PALYLIST "COMPETENZE PER PROGRAMMARE"

Contatore JavaScript
Contatore Python
Semaforo JavaScript
Semaforo bis JavaScript
Semaforo Python
Intervalli JavaScript
Condizioni JavaScript
Condizioni Python
Cicli nidificati JavaScript
Cicli nidificati Python
Vettore JavaScript
Vettore Python
Matrice JavaScript
Matrice Python
Tabellina JavaScript
Tabellina Python
Laboratorio_uno JavaScript
Laboratorio_uno Python
Laboratorio_due JavaScript
Laboratorio_due Python
 

Nella lezione precedente abbiamo introdotto il "Paradigma Object Oriented", descrivendo le seguenti proprietà di programmazione:

1) Incapsulamento;
2) Ereditarietà;
3) Polimorfismo dei metodi.

In questa lezione completiamo le proprietà di programmazione parlando di "Polimorfismo degli oggetti", la proprietà che ci permette di sfruttare le potenzialità offerte dall'Upcasting, successivamente vediamo le proprietà architetturali per creare applicazioni riusabili , scalabili e manutenibili.  

POLIMORFISMO DEGLI OGGETTI

Gli oggetti sono Polimorfi se sono simili, due oggetti possono diventare simili per ereditarietà oppure se implementano la stessa interfaccia.

Il Diagramma di classe seguente descrive un esempio di polimorfismo per erditarietà:

La classe Dirigente è la più specializzata, perché contiene maggiori responsabilità e caratteristiche, quindi è più dettagliata, mentre la classe Object è la più generica.

Tutti gli oggetti istanziati con uno dei tipi indicati nel diagramma sono simili, perché appartengono alla stessa gerarchia di ereditarietà.

Quando gli oggetti sono simili è possibile applicare l'upcasting, che permette di  assegnare ad una variabile di tipo  più generico il riferimento di un oggetto più dettagliato, come mostra l'esempio seguente:

var persona:Persona; // Variabile più generica di tipo Persona
persona=new Dipendente() // Upcasting. Il riferimento dell'oggetto di tipo Dipendente, più dettagliato, viene assegnato ad una variabile più generica di tpo Persona

L'Upcasting è utile  perché con questa tecnica è possibile passare alla stesso metodo oggetti di tipo diverso, purché simili tra loro, come mostra l'esempio seguente:

Esempio 1

Gli oggetti possono diventare simili, anche se implementano la stessa interfaccia, il Diagramma di classe seguente descrive un esempio di polimorfismo per interfaccia:
 

In questo caso l'Upcasting si può applicare utilizzando come tipo l'interfaccia, come mostra l'esempio seguente:

var cerchio:IFiguraGeometrica;
var rettangolo:IFiguraGeometrica;
cerchio=new Cerchio();
rettangolo=new Rettangolo(); 

Esempio 2

PROPRIETA' ARCHITETTURALI DEL PARADIGMA OBJECT ORIENTED

Le proprietà Architetturali del paradigma object oriented caratterizzano l'organizzazione strutturale di un'applicazione software. 
Le proprietà architetturali incidono sulla qualità  delle applicazioni, come ad esempio le prestazioni, la scalabilità, la disponibilità la riusabilità e la modificabilità.

COESIONE

Le classi sono Coese se sono disegnate per offrire una soluzione specifica, come ad esempio avviene per i servizi che mettono a disposizione funzioni che  risolvono problemi di un particolare dominio applicativo.

Il pattern MVC (Model View Controller), favorisce il disegno di classi coese,  perché permette di distinguere le classi in base al ruolo che devono avere all'interno dell'applicazione.

Se più classi hanno responsabilità (metodi) e caratteristiche (attributi) comuni, probabilmente bisogna creare una nuova classe che le contiene tutte.

Un bravo programmatore ad oggetti, quando sviluppa un'applicazione, rispetta sempre questa regola:

"Metti il codice dove gli altri si aspettano di trovarlo" .

Le classi di tipo model sono coese, perché tutti i loro metodi interni servono per gestire gli attributi privati, non accessibili ai metodi di altre classi. 

Un altro esempio di classi coese, sono quelle di tipo CRUD, specializzate per gestire la persistenza delle classi di tipo model.

Una classe CRUD può essere considerata un servizio.

Anche la classe di utilità Math è coesa, perché contiene tutte le funzionalità richieste per gestire operazioni di matematica, di seguito elenchiamo quelle più importanti:

DISACCOPPIAMENTO

Per Accoppiamento s'intendono i legami (relazioni di dipendenza)  esistenti tra classi diverse della stessa applicazione.
Minore è il livello di accoppiamento tra le classi e maggiore è la manutenibilità del software, perché oltre a favorire la leggibilità del codice, eventuali modifiche ad una classe hanno basse ripercussioni sulle altre classi.

Si crea un accoppiamento forte tra due classi tutte le volte che un metodo di una classe Client, istanzia un oggetto per usare i metodi oppure gli attributi pubblici di una classe Server, come mostra il diagramma seguente:

 L'accoppiamento è debole se il metodo della classe Client riceve come argomento il riferimento della classe Server senza istanziare un oggetto di tipo Server. 

Esempio 3

Una classe Persona ha un attributo di tipo Indirizzo, composto dal nome della strada, il cap, la città e la provincia.
Per creare l'attributo di tipo Indirizzo nella classe Persona utilizziamo la classe seguente:

In questo esempio per creare l'attributo di tipo Indirizzo nella classe Persona, stiamo creando un accoppiamento tra la due classi.

A seconda di come viene impostato il metodo setIndirizzo ed il costruttore della classe Persona, l'accoppiamento diventa alto (forte) oppure basso (debole).

A) Accoppiamento alto

In questo caso l'accoppiamento tra la classe Persona e la classe Indirizzo è alto, perché se si modificano gli attributi della classe Indirizzo, necessariamente bisogna modificare anche gli argomenti del metodo setIndirizzo ed del costruttore della classe Persona. 

private indirizzo:Indirizzo=new Indirizzo(); 
...
    public setIndirizzo(nomeStrada:string,cap:string,citta:string,provincia:string){
        this.indirizzo.setNomeStrada(nomeStrada);
        this.indirizzo.setCap(cap);
        this.indirizzo.setCitta(citta);
        this.indirizzo.setProvincia(provincia);
    }
...
public constructor(id?:number,nome?:string,cognome?:string,dataDinascita?:Date,luogoDiNascita?:string,sesso?:string,codiceFiscale?:string,nomeStrada?:string,cap?:string,citta?:string,provincia?:string){
            if(arguments.length>0){
                this.id=id;
                this.nome=nome;
                this.cognome=cognome;
                this.dataDiNascita=dataDinascita;
                this.luogoDiNascita=luogoDiNascita;
                this.sesso=sesso;
                this.codiceFiscale=codiceFiscale;
                this.indirizzo.setNomeStrada(nomeStrada);
                this.indirizzo.setCap(cap);
                this.indirizzo.setCitta(citta);
                this.indirizzo.setProvincia(provincia);
                    }
}    

B) Accoppiamento basso

In questo caso l'accoppiamento tra la classe Persona e la classe Indirizzo è basso perché se si modificano gli attributi della classe Indirizzo, non bisogna modificare gli argomenti del metodo setIndirizzo e del costruttore della classe Persona, poiché contengono semplicemente il riferimento della classe indirizzo.

private indirizzo:Indirizzo;
...
    public setIndirizzo(indirizzo;Indirizzo){
        this.indirizzo=indirizzo;
    }
...
public constructor(id?:number,nome?:string,cognome?:string,dataDinascita?:Date,luogoDiNascita?:string,sesso?:string,codiceFiscale?:string,indirizzo?:Indirizzo){
            if(arguments.length>0){
                this.id=id;
                this.nome=nome;
                this.cognome=cognome;
                this.dataDiNascita=dataDinascita;
                this.luogoDiNascita=luogoDiNascita;
                this.sesso=sesso;
                this.codiceFiscale=codiceFiscale;
                this.indirizzo=indirizzo;
                    }
}    

DIPENDECY INJECTION

La Dipendency Injection è una particolare forma del pattern Inversion Of Control (IoC), che rende una classe indipendente dell'inizializzazione delle proprie dipendenze.
Questa caratteristica riduce il livello di accoppiamento tra le classi ed aumenta la manutenibilità dell'applicazione.

In parole semplici, con la Dipendency Injection i metodi oppure i costruttori di una classe non istanziano gli oggetti con il comando new, ma ricevono direttamente i loro riferimento come argomento passato dal contesto applicativo.

Nella programmazione tradizionale è lo sviluppatore che si occupa di tutte le operazioni di creazione, inizializzazione ed invocazione dei metodi degli oggetti, l'IoC invece inverte il control flow facendo in modo che non sia più lo sviluppatore a doversi preoccupare di questi aspetti, ma il framework, che reagendo a qualche “stimolo” se ne occuperà per suo conto.

Se sviluppate con Java il framework più usato è SPRING, se sviluppate con TypeScript il più usato è ANGULAR.

Nella prossima lezione vedremo come manipolare gli elementi del DOM delle pagine  HTML.

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T U T O R I A L S    S U G G E R I T I

• Impariamo Python giocando al "Solitario del ferroviere"
• Impariamo a programmare con JavaScript
• Laboratori di Logica di programmazione in C
• Introduzione alla Logica degli oggetti
• Ricominciamo ... dal Linguaggio SQL
• APP Mania
• Come sviluppare un Sito con Wordpress
• Excel delle meraviglie

EDUCATIONAL GAMING BOOK (EGB) "H2O"

Nell'era dello SMART LEARNING e di PYTHON i libri non si scrivono, ma si sviluppano, in questo modo chi studia, può sperimentare ed apprendere contemporaneamente; un libro con queste caratteristiche lo possiamo definire un  Educational Gaming Book (EGB).

"H2O" è un EGB che descrive tutte le caratteristiche dell'acqua, la sostanza formata da molecole di H2O, che attraverso il suo ciclo di vita garantisce la sopravvivenza di tutti gli esseri viventi del Pianeta. 

L'obiettivo dell'EGB è quello di far conoscere ai giovani le proprietà dell'acqua, sotto molti aspetti uniche, per sensibilizzarli a salvaguardare un bene comune e raro, indispensabile per la vita. 

Per il DOWNLOAD di "H2O" clicca qui.

Il paradigma Object Oriented prevede che le applicazioni siano  composte da un insieme di componenti, chiamti oggetti oppure istanze, che collaborano tra loro per svolgere un lavoro o risolvere un problema.

Il Diagramma di collaborazione seguente mostra un esempio di applicazione Object Oriented.

Tutte le applicazioni si possono assemblare utilizzando tre tipi di oggetti: 

- I MODEL sono oggetti che contengono i dati di un entità, corrispondono ai record delle tabelle, permettono di memorizzare temporaneamente i dati in memoria;
- Le VIEW sono oggetti oppure viste,  come ad esempio le pagine html, permettono la visualizzazione oppure l'inserimento di informazioni;
- I CONTROLLER  sono oggetti che hanno il compito di gestire un flusso logico applicativo, all'interno della stessa applicazione ci possono essere anche più CONTROLLER.

L'immagine seguente mostra un diagramma di classe che descrive una classe  che contiene gli attributi di una Persona.

Con una classe di questo tipo è possibile istanziare oggetti di tipo MODEL.

L'immagine seguente mostra il mockup di una pagina.html che permette di inserire i dati che verranno memorizzati in un oggetto di tipo Persona:

L'immagine seguente mostra un diagramma di classe con la classe GestionePersone di tipo CONTROLLER che, attraverso il metodo main, implementa la logica necessaria per gestire oggetti di tipo Persona: 

COLLABORAZIONE TRA COMPONENTI

Quando si lavora con un linguaggio ad oggetti bisogna ricordare alcune regole importanti per permettere la collaborazione (comunicazione) tra i componenti dell'applicazione:

1) Una classe diventa un componente (oggetto) quando s'istanzia, solo in questo caso è possibile usare gli attributi ed i metodi pubblici, come mostra il codice TypeScript seguente:

Persona personaUno = new Persona();
Persona personaDue = new Persona();
personaUno.setNome("Pippo");
personaUno.setCognome("Rossi");
personaUno.setEta(35);
personaDue.setNome("Carla");
personaDue.setCognome("Verdi");
personaDue.setEta(30);

L'immagine seguete mostra prima il Diagramma di Classe che descrive la classe Persona, di seguito attraverso un Diagramma ad Oggetti vengono descritti gli stati delle istanze (oggetti) dei due compenenti di tipo MODEL  creati usando la classe Persona.

I due componenti istanziati sono stati allocati in memoria e gli indirizzi (riferimenti) memorizzati nelle variabili personaUno e personaDue di tipo Persona.

2) Gli attributi ed i metodi  pubblici di una classe si definiscono Interfaccia. I componenti possono collaborare (comunicare) tra loro solo attraverso l'interfaccia.  

Ad esempio l'interfaccia della classe Persona è composta solo dai metodi:

public setNome(nome:string):void;
public setCognome(cognome:string):void;
public setEta(eta:number):void;
public getNome():string;
public getCognome():string;
public getEta():int;

perché gli attributi sono tutti privati e non possono essere visibili agli altri componenti.

3) Un componente che usa gli attributi ed i metodi pubblici (interfaccia) di un altro componenete ha il ruolo di Client, l'altro ha il ruolo di Server. 

L'immagine seguente mostra la classe Prima, di tipo Client, perché attraverso i metodi stampaDivisione() e stampaValore(), utilizza l'attributo valore ed il metodo divisione(...) della classe Seconda, che ha il ruolo di Server.

I metodi di una classe Client per usare gli attributi ed i metodi pubblici (interfaccia) di una classe Server devono istanziarla, come mostra l'esempio seguente:

Esempio 1

Tra la classe Client Prima e la classe Server Seconda esiste una dipendenza, perché entrambi i metodi stampaDivisione() e stampaValore() di classe Prima istanziano un componente di tipo Seconda.

Quando esiste una dipendenza le classi si dicono accoppiate. 

PROPRIETA' DEL PARADIGMA OBJECT ORIENTED

Il paradigma Object Oriented prevede tre proprietà di programmazione e due architetturali.

Proprietà di programmazione:

1) Incapsulamento
2) Ereditarietà
3) Polimorfismo

Il Polimorfismo può essere diviso in:

1) Polimorfismo dei metodi: Overload ed Override
2) Polimorfismo degli oggetti, che si può ottenere per ereditarietà oppure per interfaccia.

Le proprietà di programmazione permettono di sviluppare le classi ed impostare le loro caratteristiche ed il loro comportamento. 

Proprietà architetturali:

1) Coesione
2) Disaccoppiamento

Le proprietà architetturali permettono d'impostare la struttura e l'organizzazione delle applicazioni ad oggetti, per migliorarne le funzionalità e la qualità. 

PROPRIETA' DI PROGRAMMAZIONE DEL PARADIGMA OBJECT ORIENTED

Le proprietà descritte di seguito sono disponibili unicamente nei linguaggio orientatti agli oggetti (Object Oriented),  come ad esempio: C++, C#, Java, TypeScript e Python.

INCAPSULAMENTO

L'incapsulamento, attraverso i modificatori di accesso,  permette di regolare la visibilità e quindi l'utilizzo degli elementi di una classe:

- Attributi
- Metodi
- Costruttori

da parte dei metodi di altre classi.

I modificatori di accesso disponbili in TypeScript sono:

- public         (+, notazione UML)
- private        (-, notazione UML)
- protected  (#, notazione UML)

a)  un elemento è public è visibile a tutti i metodi sia della classe a cui appartiene, sia ai metodi di altre classi.
b)  un elemento è private è visibile solo a tutti i metodi della classe a cui appartiene, ma non è visibile ai metodi di altre classi.
c)  un elemento è protected è visibile solo a tutti i metodi della classe a cui appartiene ed a quelli delle classi che ereditano la classe che contiene l'elemento protected, ma non è visibile ai metodi di altre classi.
 

Esempio 2

EREDITARIETA'

L'Ereditarietà è una tecnica di riuso del codice, questa proprietà permette di creare una nuova classe, ereditando tutti gli elementi public e protected di un'altra classe, chiamata classe padre.
La classe figlia o derivata può contenere nuovi elementi che permettono di specializzare la classe Padre ereditata. 

L'Ereditarietà è quasi sempre singola, ovvero una classe figlia può ereditare una sola classe per volta, l'unico linguaggio che permette l'ereditarietà multipla è il C++.

EREDITARIETA': REGOLA DEL COSTRUTTORE PARAMETRIZZATO

In caso di ereditarietà, se nella classe padre è presente un costruttore parametrizzato, i suoi argomenti devono essere alimentati dal costruttore della classe figlia, con il metodo super(...), come mostra l'immagine seguente:
 

POLIMORFISMO DEI METODI

- OVERLOAD

L'Overload è la proprietà dell'Object Oriented che permette di usare nella stessa classe metodi con lo stesso nome, ma firma diversa.

La firma di un metodo è composta dal nome del metodo più i tipi degli argomenti passati, come mostra l'immagine seguente:

Nella stessa classe possono essere presenti più costruttori con lo stesso nome grazie all'overload, come mostra l'esempio seguente:

Persona() // Costruttore dei default
Persona(nome:string,cognome:string,eta:int) // Costruttore parametrizzato

Firma 1=Persona
Firma 2=Persona+string+string+int

Esempio 3

L'esempio seguente mostra la classe Colori con tre metodi con lo stesso nome, ma firma diversa:
1) colora+string, questo metodo fornisce in output il nome del colore fornito in input come argomento;
2) colora+number, questo metodo fornisce in output il colore corrispondente al progressivo numerico fornito in input come argomento;
3) colora+number+number+number, questo metodo fornisce in output il codice esadecimale del colore corrispondente al codice R,G,B (RED=decimale,GREEN=decimale,BLUE=decimale) fornito in input come argomento. 

Attenzione in TypeScript l'overload si gestisce con una funzione con argomenti opzionali e l'uso d'interfacce che permettono di definire le firme consentite, come mostra il codice seguente:

- OVERRIDE

L'Override è la seconda proprietà del polimorfismo dei metodi, serve per cambiare il comportamento di un metodo ereditato dalla classe Padre, come mostra l'esempio seguente:

Esempio 4

Se la classe ChiSeiSeconda eredita la classe ChiSeiPrima, il comportamento del metodo toString() è lo stesso, sia per un oggetto di tipo ChiSeiPrima, sia per un oggetto di tipo ChiSeiSeconda.

Esempio 5

Se sovrascrivete (override) il metodo  toString() nella classe ChiSeiSeconda, allora il comportamento del metodo sarà diveso se l'oggetto è di tipo ChiSeiPrima oppure di tipo ChiSeiSeconda.

- OVERRIDE: OPERATORE SUPER

Quando si sovrascrive (override) un metodo in una classe figlia, per poter utilizzare lo stesso metodo della classe Padre, dovete usare l'operatore super. 

Ricordate che quando istanziate un oggetto utilizzando una classe, l'operatore this diventerà il riferimento dell'oggetto creato, mentre super diventerà il riferimento dell'oggetto padre. 

Continua nella prossima lezione dove vedremo il Polimorfismo degli oggetti e le proprietà architetturali del paradigma Object Oriented.

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EDUCATIONAL GAMING BOOK (EGB) "H2O"

Nell'era dello SMART LEARNING e di PYTHON i libri non si scrivono, ma si sviluppano, in questo modo chi studia, può sperimentare ed apprendere contemporaneamente; un libro con queste caratteristiche lo possiamo definire un  Educational Gaming Book (EGB).

"H2O" è un EGB che descrive tutte le caratteristiche dell'acqua, la sostanza formata da molecole di H2O, che attraverso il suo ciclo di vita garantisce la sopravvivenza di tutti gli esseri viventi del Pianeta. 

L'obiettivo dell'EGB è quello di far conoscere ai giovani le proprietà dell'acqua, sotto molti aspetti uniche, per sensibilizzarli a salvaguardare un bene comune e raro, indispensabile per la vita. 

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