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Fig. 1 - Finestra principale di Drill, con l'esercizio dei colori
original in fr Hilaire Fernandes
fr to en Lorne Bailey
en to it Alessandro Pellizzari
Hilaire Fernandes é il vicepresidente della OFSET, un'organizzazione che promuove lo sviluppo del Software 'Libero' per l'istruzione su desktop Gnome. Ha scritto anche Dr. Geo, un programma per principianti di geometria dinamica, e sta attualmente lavorando su Dr. Genius, un altro programma educativo per Gnome.
Questa serie di articoli é scritta principalmente per chi si avvicina per la prima volta alla programmazione Gnome con Linux. Python, il linguaggio scelto per lo sviluppo, evita le complicazioni dei linguaggi compilati come il C. Le informazioni in questo articolo assumono che abbiate un'infarinatura della programmazione Python. Maggiori informazioni su Python e Gnome sono disponibili a http://www.python.org e http://www.gnome.org.
Articoli precedenti di questa serie :
- primo articolo
- secondo articolo
Per conoscere i tool necessari all'esecuzione dei programmi contenuti in questo articolo, fate riferimento alla lista contenuta nel primo articolo di questa serie.
Vi servirà inoltre:
Per l'installazione e l'uso di Python-Gnome e di LibGlade fate riferimento alla parte 1.
Nel precedente articolo (parte 2) abbiamo creato l'interfaccia utente -- Drill -- che é una gabbia per la programmazione degli esercizi che descriveremo in seguito. Ora daremo un'occhiata più da vicino alla programmazione orientata agli oggetti di Python, per aggiungere funzionalità a Drill. In questo studio, lasceremo da parte gli aspetti della programmazione Gnome con Python.
Riprendiamo da dove avevamo interrotto, l'inserimento di un gioco dei colori dentro Drill come esercizio per il lettore. Lo useremo per illustrare il nostro obiettivo attuale e allo stesso tempo offrire una soluzione all'eercizio.
Brevemente, senza voler analizzare esaustivamente il problema, la programmazione orientata agli oggetti tenta di definire e dividere in categorie le cose in base a relazioni é un ("is a"), che esistano o meno nel mondo reale. Può essere visto come una astrazione degli oggetti relativi al problema del quale siamo interessati. Possiamo trovare comparazioni in diversi campi come le categorie di Aristotele, le tassonomie o le ontologie. In ogni caso si deve capire una situazione complessa attraverso un'astrazione. Questo tipo di sviluppo avrebbe potuto benissimo chiamarsi sviluppo orientato alla categoria.
In questo modello di sviluppo gli oggetti manipolati dal programma, o che costituiscono il programma, vengono chiamati classi e rappresentazioni di questi oggetti astratti sono le istanze. Le classi contengono attributi (che contengono valori) e metodi (funzioni). Si parla di una relazione padre-figlio per una certa classe quando una classe figlia eredita delle proprietà da un genitore. Le classi sono organizzate in relazioni é un, dove un'istanza del figlio é un'istanza dei metodi e attributi della classe padre, oltre che dei metodi e attributi della classe figlio. Le classi possono essere non completamente definite, nel qual caso vengono chiamate classi astratte. Quando un metodo viene dichiarato ma non definito (il corpo della funzione é vuoto) viene chiamata metodo virtuale. Una classe virtuale ha uno o più metodi come questo e quindi non può essere istanziata. Le classi astratte permettono di definire la forma che le classi derivate dovranno avere - classi figlie in cui i metodi puramente virtuali saranno definiti.
Diversi linguaggi hanno sintassi più o meno eleganti per definire gli oggetti, ma il denominatore comune sembra essere il seguente:
Nel caso di Python questo é il minimo comun denominatore scelto. Permette di imparare la programmazione orientata agli oggetti senza perdersi nel dettagli della metodologia.
In Python i metodi degli oggetti sono sempre metodi virtuali. Questo significa che possono sempre essere sovrascritti da una classe figlia -- che normalmente é quello che vogliamo quando programmiamo a oggetti -- e che semplifica la sintassi. Ma non è facile distinguere tra metodi sovrascritti e non. Per di più è impossibile rendere opaco un oggetto e quindi impedire l'accesso ai suoi attributi o metodi da parte di un oggetto esterno.. In comclusione, gli attributi di un oggetto in Python sono sia leggibili che scrivibili da un oggetto esterno.
Nel nostro esempio (vedi file templateExercice.py), vorremmo definire molti oggetti di tipo exercice. Definiamo un oggetto di tipo exercice allo scopo di avere una classe base astratta per derivarne altri esercizi che creeremo più avanti. L'oggetto example è la classe genitrice di tutti gli altri tipi di esercizi creati. Questi tipi di esercizi derivati avranno almeno gli stessi attributi e metodi della classe exercice perché li erediteranno. Questo ci permetterà di manipolare tutti i diversi tipi di oggetti-esercizi in modo uguale, senza badare a quale classe appartengono.
Per esempio, per creare un'istanza della classe exercice possiamo scrivere :
from templateExercice import exercice monExercice = exercice () monExercice.activate (ceWidget) |
In effetti non c'è bisogno di creare un'istanza della classe exercice perché è solo un modello da cui altre classi derivano.
Attributi
Se siamo interessati negli altri aspetti dell'esercizio possiamo aggiungere attributi, per esempio il punteggio o il numero di volte che un esercizio è stato lanciato.
Metodi
In codice Python, il risultato è il seguente :
class exercice:
"Una base per gli esercizi"
exerciceWidget = None
exerciceName = "No Name"
def __init__ (self):
"Crea il widget dell'esercizio"
def activate (self, area):
"Visualizza l'esercizio nell'area-contenitore"
area.add (self.exerciceWidget)
def unactivate (self, area):
"Rimuove l'esercizio dal contenitore"
area.remove (self.exerciceWidget)
def reset (self):
"Annulla l'esercizio"
|
Questo codice è incluso in un file a parte, templateFichier.py, che ci permette di di chiarire lo specifico ruolo di ogni oggetto. I metodi vengono dichiarati all'interno della classe exercice, e sono a tutti gli effetti delle funzioni.
Vedremo che l'argomento area è un riferimento al widget GTK+ costruito da LibGlade, è una finestra con barre di scorrimento.
In questo oggetto, i metodi __init__ e reset sono vuoti e verranno sovrascritti dalle classe figlie se necessario.
Quello che andiamo ad analizzare è sostanzialmente un esercizio vuoto. Fa solo una cosa, mette il nome dell'esercizio nella zona per gli esercizi di Drill. Serve come punto di partenza per gli esercizi che popolano l'albero nella parte sinistra di Drill, ma che non abbiamo ancora creato.
Allo stesso modo dell'oggetto exercice, l'oggetto labelExercice è contenuto in un suo file, labelExercice.py. Fatto questo, poiché questo oggetto è figlio dell'oggetto exercice dovremo specificare come è definito il genitore. Lo facciamo con una import :
from templateExercice import exercice |
Questo significa, letteralmente, che la definizione della classe exercice nel file templateExercice.py viene importata nel codice corrente.
Veniamo ora all'aspetto più importante, la dichiarazione della
classe labelExercice come figlio della classe exercice.
labelExercice viene dichiarata in questo modo :
class labelExercice(exercice): |
Voilà, è abbastanza per fare in modo che labelExercice erediti tutti gli attributi e metodi di exercice.
Naturalmente abbiamo ancora del lavoro da fare, in particolare dobbiamo inizializzare il widget dell'esercizio. Lo possiamo fare sovrascrivendo il metodo __init__ (per esempio ridefinendolo nella classe labelExercice); quest'ultimo viene chiamato quando viene creata un'istanza. Inoltre questo widget deve essere passato nell'attributo exerciceWidget in modo da non dover sovrascrivere i metodi activate e unactivate della classe genitrice exercice.
def __init__ (self, name):
self.exerciceName = "Un exercice vide" (un esercizio vuoto)
self.exerciceWidget = GtkLabel (name)
self.exerciceWidget.show ()
|
Questo è l'unico metodo che sovrascriviamo. Per creare un'istanza di labelExercice dobbiamo solo richiamare :
|
monExercice = labelExercice ("Un exercice qui ne fait rien") (NdT: "Un exercice qui ne fait rien" significa "un esercizio che non fa nulla") |
Per accedere ai suoi metodi e attributi :
|
# Nome dell'esercizio print monExercice.exerciceName # Mettiamo il widget dell'esercizio nel contenitore "area" monExerice.activate (area) |
Qui inizialo la trasformazione del gioco dei colori visto nel primo articolo della serie in una classe di tipo exercice che chiameremo colorExercice. La metteremo in un suo file, colorExercice.py, che verrà allegato a questo articolo con il codice sorgente completo.
Le modifiche richieste al codice sorgente iniziale consistono principalmente nella redistribuzione delle funzioni e delle variabili come metodi e attributi della classe colorExercice.
Le variabili globali vengono trasformate in attributi dichiarati all'inizio della classe :
class colorExercice(exercice):
width, itemToSelect = 200, 8
selectedItem = rootGroup = None
# to keep trace of the canvas item
colorShape = []
|
Come per la classe labelExercice, il metodo __init__ viene sovrascritto per consentire la costruzione del widget dell'esercizio :
def __init__ (self):
self.exerciceName = "Le jeu de couleur" # NdT: Il gioco dei colori
self.exerciceWidget = GnomeCanvas ()
self.rootGroup = self.exerciceWidget.root ()
self.buildGameArea ()
self.exerciceWidget.set_usize (self.width,self.width)
self.exerciceWidget.set_scroll_region (0, 0, self.width, self.width)
self.exerciceWidget.show ()
|
Niente di nuovo in confronto al codice iniziale, se non per lo GnomeCanvas che viene memorizzato e visto come attributo exerciceWidget.
L'altro metodo sovrascritto è reset. Poiché reimposta il gioco allo stato iniziale, deve essere personalizzato per il gioco dei colori :
def reset (self):
for item in self.colorShape:
item.destroy ()
del self.colorShape[0:]
self.buildGameArea ()
|
Gli altri metodi sono copie dirette delle funzioni originali, con l'aggiunta dell'uso delle variabili self per consentire l'accesso agli attributi e ai metodi dell'istanza. C'è un'eccezione rappresentata dai metodi buildStar e buildShape dove il parametro decimale k viene rimpiazzato da un numero intero. Ho notato strani comportamenti nel documento colorExercice.py dove il numero decimale preso dal mio codice sorgente veniva troncato. Il problema sembra essere legato al modulo gnome.ui e alla localizzazione francese (dove i numeri decimali usano la virgola come separatore dei decimali al posto del punto) (NdT: anche in Italia si usa la stessa convenzione). Cercherò la soluzione al problema prima del prossimo articolo.
Abbiamo quindi due tipi di esercizi -- labelexercice e colorExercice. Creeremo delle istanze a queste classi con le funzioni addXXXXXExercice nel codice in drill1.py. Le istanze vengono memorizzate in un dizionario exerciceList nel quale le chiavi sono anche argomenti per le pagine di ogni esercizio nell'albero nella parte sinistra:
def addExercice (category, title, id):
item = GtkTreeItem (title)
item.set_data ("id", id)
category.append (item)
item.show ()
item.connect ("select", selectTreeItem)
item.connect ("deselect", deselectTreeItem)
[...]
def addGameExercice ():
global exerciceList
subtree = addSubtree ("Jeux")
addExercice (subtree, "Couleur", "Games/Color")
exerciceList ["Games/Color"] = colorExercice ()
|
La funzione addGameExercice crea una foglia nell'albero con l'attributo id="Games/Color" chiamando la funzione addExercice. Questo attributo viene usato come chiave per l'istanza del gioco dei colori creato dal comando colorExercice() nel dizionario exerciceList.
Ora, grazie all'eleganza del polimorfismo nella programmazione a oggetti, possiamo lanciare gli esercizi usando le stesse funzioni che si comportano diversamente per ogni oggetto senza doverci preoccupare della loro implementazione interna. Chiamiamo solo metodi definiti nella classe astratta exercice e agiscono diversamente nella classe colorExercice rispetto a labelExercice. Il programmatore "parla" agli esercizi allo stesso modo, anche se la "risposta" di ogni esercizio è leggermente diversa. Per ottenere questo combiniamo l'uso dell'attributo id nelle pagine dell'albero e del dizionario exerciceList o della variabile exoSelected che si riferisce all'esercizio in uso. Dato che tutti gli esercizi sono figli della classe exercice usiamo i suoi metodi allo stesso modo per controllare tutti gli esercizi.
def on_new_activate (obj):
global exoSelected
if exoSelected != None:
exoSelected.reset ()
def selectTreeItem (item):
global exoArea, exoSelected, exerciceList
exoSelected = exerciceList [item.get_data ("id")]
exoSelected.activate (exoArea)
def deselectTreeItem (item):
global exoArea, exerciceList
exerciceList [item.get_data ("id")].unactivate (exoArea)
|
Finisce qui il nostro articolo. Abbiamo scoperto le attrattive della programmazione orientata agli oggetti con Python nell'ambito delle interfacce grafiche. Nel prossimo articolo continueremo a scoprire i widget di Gnome programmando nuovi esercizi da inserire in Drill.
drill1.py
#!/usr/bin/python
# Drill - Teo Serie
# Copyright Hilaire Fernandes 2002
# Release under the terms of the GPL licence
# You can get a copy of the license at http://www.gnu.org
from gnome.ui import *
from libglade import *
# Importa la classe exercice
from colorExercice import *
from labelExercice import *
exerciceTree = currentExercice = None
# Il contenitore degli esercizi
exoArea = None
exoSelected = None
exerciceList = {}
def on_about_activate(obj):
"mostra la finestra di informazioni (about)"
about = GladeXML ("drill.glade", "about").get_widget ("about")
about.show ()
def on_new_activate (obj):
global exoSelected
if exoSelected != None:
exoSelected.reset ()
def selectTreeItem (item):
global exoArea, exoSelected, exerciceList
exoSelected = exerciceList [item.get_data ("id")]
exoSelected.activate (exoArea)
def deselectTreeItem (item):
global exoArea, exerciceList
exerciceList [item.get_data ("id")].unactivate (exoArea)
def addSubtree (name):
global exerciceTree
subTree = GtkTree ()
item = GtkTreeItem (name)
exerciceTree.append (item)
item.set_subtree (subTree)
item.show ()
return subTree
def addExercice (category, title, id):
item = GtkTreeItem (title)
item.set_data ("id", id)
category.append (item)
item.show ()
item.connect ("select", selectTreeItem)
item.connect ("deselect", deselectTreeItem)
def addMathExercice ():
global exerciceList
subtree = addSubtree ("Mathématiques")
addExercice (subtree, "Exercice 1", "Math/Ex1")
exerciceList ["Math/Ex1"] = labelExercice ("Exercice 1")
addExercice (subtree, "Exercice 2", "Math. Ex2")
exerciceList ["Math/Ex2"] = labelExercice ("Exercice 2")
def addFrenchExercice ():
global exerciceList
subtree = addSubtree ("Français")
addExercice (subtree, "Exercice 1", "French/Ex1")
exerciceList ["French/Ex1"] = labelExercice ("Exercice 1")
addExercice (subtree, "Exercice 2", "French/Ex2")
exerciceList ["French/Ex2"] = labelExercice ("Exercice 2")
def addHistoryExercice ():
global exerciceList
subtree = addSubtree ("Histoire")
addExercice (subtree, "Exercice 1", "Histoiry/Ex1")
exerciceList ["History/Ex1"] = labelExercice ("Exercice 1")
addExercice (subtree, "Exercice 2", "Histoiry/Ex2")
exerciceList ["History/Ex2"] = labelExercice ("Exercice 2")
def addGeographyExercice ():
global exerciceList
subtree = addSubtree ("Géographie")
addExercice (subtree, "Exercice 1", "Geography/Ex1")
exerciceList ["Geography/Ex1"] = labelExercice ("Exercice 1")
addExercice (subtree, "Exercice 2", "Geography/Ex2")
exerciceList ["Geography/Ex2"] = labelExercice ("Exercice 2")
def addGameExercice ():
global exerciceList
subtree = addSubtree ("Jeux")
addExercice (subtree, "Couleur", "Games/Color")
exerciceList ["Games/Color"] = colorExercice ()
def initDrill ():
global exerciceTree, label, exoArea
wTree = GladeXML ("drill.glade", "drillApp")
dic = {"on_about_activate": on_about_activate,
"on_exit_activate": mainquit,
"on_new_activate": on_new_activate}
wTree.signal_autoconnect (dic)
exerciceTree = wTree.get_widget ("exerciceTree")
# Temporary until we implement real exercice
exoArea = wTree.get_widget ("exoArea")
# Free the GladeXML tree
wTree.destroy ()
# Add the exercice
addMathExercice ()
addFrenchExercice ()
addHistoryExercice ()
addGeographyExercice ()
addGameExercice ()
initDrill ()
mainloop ()
|
templateExercice.py
# Classe virtuale pure Exercice
# i metodi di exercice dovrebbero essere sovrascritti
# nelle classi derivate
class exercice:
"Uno schema di esercizio"
exerciceWidget = None
exerciceName = "No Name"
def __init__ (self):
"Crea il widget dell'esercizio"
def activate (self, area):
"Imposta l'esercizio nell'area contenitrice"
area.add (self.exerciceWidget)
def unactivate (self, area):
"Toglie l'esercizio dal contenitore"
area.remove (self.exerciceWidget)
def reset (self):
"Reimposta l'esercizio"
|
labelExercice.py
# Dummy Exercice - Teo Serie
# Copyright Hilaire Fernandes 2001
# Release under the terms of the GPL licence
# You can get a copy of the license at http://www.gnu.org
from gtk import *
from templateExercice import exercice
class labelExercice(exercice):
"Un esercizio stupido, semplicemente scrive una frase nell'area degli esercizi"
def __init__ (self, name):
self.exerciceName = "Un exercice vide"
self.exerciceWidget = GtkLabel (name)
self.exerciceWidget.show ()
|
colorExercice.py
# Color Exercice - Teo Serie
# Copyright Hilaire Fernandes 2001
# Release under the terms of the GPL licence
# You can get a copy of the license at http://www.gnu.org
from math import cos, sin, pi
from whrandom import randint
from GDK import *
from gnome.ui import *
from templateExercice import exercice
# Exercizio 1 : gioco dei colori
class colorExercice(exercice):
width, itemToSelect = 200, 8
selectedItem = rootGroup = None
# to keep trace of the canvas item
colorShape = []
def __init__ (self):
self.exerciceName = "Le jeu de couleur"
self.exerciceWidget = GnomeCanvas ()
self.rootGroup = self.exerciceWidget.root ()
self.buildGameArea ()
self.exerciceWidget.set_usize (self.width,self.width)
self.exerciceWidget.set_scroll_region (0, 0, self.width, self.width)
self.exerciceWidget.show ()
def reset (self):
for item in self.colorShape:
item.destroy ()
del self.colorShape[0:]
self.buildGameArea ()
def shapeEvent (self, item, event):
if event.type == ENTER_NOTIFY and self.selectedItem != item:
item.set(outline_color = 'white') #highligh outline
elif event.type == LEAVE_NOTIFY and self.selectedItem != item:
item.set(outline_color = 'black') #unlight outline
elif event.type == BUTTON_PRESS:
if not self.selectedItem:
item.set (outline_color = 'white')
self.selectedItem = item
elif item['fill_color_gdk'] == self.selectedItem['fill_color_gdk'] \
and item != self.selectedItem:
item.destroy ()
self.selectedItem.destroy ()
self.colorShape.remove (item)
self.colorShape.remove (self.selectedItem)
self.selectedItem, self.itemToSelect = None, \
self.itemToSelect - 1
if self.itemToSelect == 0:
self.buildGameArea ()
return 1
def buildShape (self,group, number, type, color):
"costruisce una forma in base al 'type' (tipo) e 'color' (colore)"
w = self.width / 4
x, y, r = (number % 4) * w + w / 2, (number / 4) * w + w / 2, w / 2 - 2
if type == 'circle':
item = self.buildCircle (group, x, y, r, color)
elif type == 'squarre':
item = self.buildSquare (group, x, y, r, color)
elif type == 'star':
item = self.buildStar (group, x, y, r, 2, randint (3, 15), color)
elif type == 'star2':
item = self.buildStar (group, x, y, r, 3, randint (3, 15), color)
item.connect ('event', self.shapeEvent)
self.colorShape.append (item)
def buildCircle (self,group, x, y, r, color):
item = group.add ("ellipse", x1 = x - r, y1 = y - r,
x2 = x + r, y2 = y + r, fill_color = color,
outline_color = "black", width_units = 2.5)
return item
def buildSquare (self,group, x, y, a, color):
item = group.add ("rect", x1 = x - a, y1 = y - a,
x2 = x + a, y2 = y + a, fill_color = color,
outline_color = "black", width_units = 2.5)
return item
def buildStar (self,group, x, y, r, k, n, color):
"k: fattore da cui ricavare il raggio interno"
"n: numero di rami"
angleCenter = 2 * pi / n
pts = []
for i in range (n):
pts.append (x + r * cos (i * angleCenter))
pts.append (y + r * sin (i * angleCenter))
pts.append (x + r / k * cos (i * angleCenter + angleCenter / 2))
pts.append (y + r / k * sin (i * angleCenter + angleCenter / 2))
pts.append (pts[0])
pts.append (pts[1])
item = group.add ("polygon", points = pts, fill_color = color,
outline_color = "black", width_units = 2.5)
return item
def getEmptyCell (self, l, n):
"prende l'n-esimo elemento non nullo di l"
length, i = len (l), 0
while i < length:
if l[i] == 0:
n = n - 1
if n < 0:
return i
i = i + 1
return i
def buildGameArea (self):
itemColor = ['red', 'yellow', 'green', 'brown', 'blue', 'magenta',
'darkgreen', 'bisque1']
itemShape = ['circle', 'squarre', 'star', 'star2']
emptyCell = [0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0]
self.itemToSelect, i, self.selectedItem = 8, 15, None
for color in itemColor:
# two items of same color
n = 2
while n > 0:
cellRandom = randint (0, i)
cellNumber = self.getEmptyCell (emptyCell, cellRandom)
emptyCell[cellNumber] = 1
self.buildShape (self.rootGroup, cellNumber, \
itemShape[randint (0, 3)], color)
i, n = i - 1, n - 1
|