Polimorfismo: aprendendo a prever o futuro. Polimorfismo: aprendendo a prever o futuro. Definições (2/5) Definições Tipos de Polimorfismo

Transcrição

1 Polimorfismo: aprendendo a prever o futuro BSI Bacharelado em Sistemas de Informação LOO Linguagens Orientadas a Objetos Sumário Definições Tipos de Polimorfismo Dicas para o Polimorfismo Eficaz Armadilhas do Polimorfismo Polimorfismo x Objetivos da OO Humberto Mossri de Almeida hmossri_cursos@yahoo.com.br Marcelo Nassau Malta nassau_cursos@yahoo.com.br LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 2 Definições (1/5) O que é polimorfismo? Ter muitas formas Um mesmo nome pode representar um código diferente, selecionado por algum mecanismo automático Um mesmo nome pode representar muitos comportamentos diferentes Definições (2/5) Exemplo real Operação abrir Abrir porta Abrir cadeado Abrir janela Abrir caixa Abrir conta bancária Uma mesma operação pode ser realizada de diversas maneiras! LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 3 LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 4

2 Definições (3/5) Polimorfismo em linguagens de programação Nem todas as linguagens suportam o polimorfismo Linguagens polimórficas (suportam) Java e C++ são linguagens polimórficas Definições (4/5) Polimorfismo através da herança (1/2) Substituição de tipo Exemplo: o atributo cliente da classe Pedido pode receber objetos da classe ClientePJ ou ClientePF Linguagens monomórficas (não suportam) Cada nome é estaticamente vinculado a um único código LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 5 LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 6 Definições (5/5) Polimorfismo através da herança (2/2) O atributo cliente da classe Pedido é um exemplo de variável polimórfica O método tostring() produz diferentes saídas de acordo com a classe utilizada O polimorfismo garante que o método correto seja chamado Tipos de Polimorfismo (1/9) Polimorfismo de Inclusão Polimorfismo Paramétrico Sobreposição Sobrecarga Caso uma nova classe seja acrescentada na hierarquia Cliente, a classe Pedido não precisa ser alterada Software à prova do futuro LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 7 LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 8

3 Tipos de Polimorfismo (2/9) Polimorfismo de Inclusão (1/2) Também chamado de Polimorfismo Puro Objetos relacionados são tratados de forma genérica O exemplo da hierarquia de clientes representa o Polimorfismo de Inclusão Diminui a quantidade de código a ser escrito Um mesmo método pode manipular vários tipos Um mesmo atributo pode receber vários tipos Tipos de Polimorfismo (3/9) Polimorfismo de Inclusão (2/2) A inclusão de uma nova subclasse não implica em alterações no código já existente que manipule a classe mãe ou alguma classe ancestral O polimorfismo é o motivo pelo qual não se deve utilizar herança apenas para reutilização de código A herança deve ser utilizada principalmente para permitir comportamento polimórfico através da substituição de tipo LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 9 LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 10 Tipos de Polimorfismo (4/9) Polimorfismo Paramétrico (1/2) Métodos Paramétricos Programação de métodos genéricos Exemplo: int add(int a, int b) Matrix add_matrix(matrix a, matrix b) Real add_real(real a, real b) Como fazer para reunir todas as somas em um único método? Novo método: [T] add([t] a, [T] b) return a + b; Java 5 suporta o Polimorfismo Paramétrico com restrições Tipos de Polimorfismo (5/9) Polimorfismo Paramétrico (2/2) Tipos Paramétricos Programação de tipos genéricos Exemplo de uma estrutura genérica de fila: Queue [T] void enqueue([t]) [T] dequeue() boolean isempty() [T] peek() Java 5 suporta o Polimorfismo Paramétrico com restrições LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 11 LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 12

4 Tipos de Polimorfismo (6/9) Sobreposição Significa alterar o comportamento de um método na classe filha mantendo a mesma estrutura (parâmetros e tipo de retorno) da classe mãe Exemplo: tostring() na hierarquia Cliente O método tostring() da classe filha acrescenta os atributos da classe filha no string de retorno da classe mãe O polimorfismo garante sempre a chamada do método correto Tipos de Polimorfismo (7/9) Sobrecarga (1/3) Polimorfismo ad-hoc Permite a utilização de um mesmo nome de método para vários métodos diferentes Sem a sobrecarga, não seria possível a declaração de métodos com o mesmo nome O polimorfismo paramétrico pode substituir a sobrecarga A operação + em Java é um método sobrecarregado que permite a soma de vários tipos de elementos LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 13 LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 14 Tipos de Polimorfismo (8/9) Sobrecarga (2/3) Exemplo sem sobrecarga: public static int max_int( int a, int b ); public static long max_long( long a, long b ); public static float max_float( float a, float b ); public static double max_double( double a, double b ); Exemplo com sobrecarga: public static int max(int a, int b); public static long max(long a, long b); public static float max(float a, float b); public static double max(double a, double b); Tipos de Polimorfismo (9/9) Sobrecarga (3/3) Conversão e sobrecarga frequentemente andam lado a lado A conversão ocorre quando um argumento de um tipo é convertido para o tipo esperado Exemplo: public float add( float a, float b ); Caso algum argumento da função add seja do tipo int, o compilador fará a conversão para float LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 15 LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 16

5 Dicas para o Polimorfismo Eficaz (1/2) Para que o polimorfismo seja eficaz, a herança e o encapsulamento devem ser eficientes Sem o encapsulamento o código fica desprotegido e se torna dependente da implementação das classes O polimorfismo de inclusão depende diretamente da herança Hierarquias bem pensadas estimulam a capacidade de substituição Dicas para o Polimorfismo Eficaz (2/2) Pense e programe genericamente, pois o polimorfismo é que deve se preocupar com os detalhes específicos Estabeleça relacionamentos com capacidade de substituição: a classe Pedido deve estar relacionada à classe Cliente ao invés das classes ClientePJ ou ClientePF. Classes não-folha devem ser abstratas LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 17 LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 18 Armadilhas do Polimorfismo (1/3) Armadilhas do Polimorfismo (2/3) Armadilha 1: Mover comportamentos para cima na hierarquia Como os descendentes não devem retirar funcionalidades dos seus ancestrais, a movimentação de código para cima na hierarquia para tornar o código mais polimórfico pode ser perigosa Armadilha 2: Sobrecarga de desempenho A identificação automática do comportamento polimórfico que deve ser executado tem um custo de desempenho A complexidade de uma estrutura polimórfica deve ser levada em consideração quando o desempenho é um fator crítico para uma aplicação LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 19 LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 20

6 Armadilhas do Polimorfismo (2/3) Armadilha 3: Restrições de visibilidade Apesar de um método poder receber como parâmetro uma classe e todas as suas subclasses dentro de uma hierarquia, ele só poderá manipular os métodos e atributos declarados na classe base Polimorfismo x Objetivos da OO (1/7) O polimorfismo preenche cada um dos objetivos da POO produzindo software: 1. Natural 2. Confiável 3. Reutilizável 4. Manutenível 5. Extensível 6. Oportuno LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 21 LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 22 Polimorfismo x Objetivos da OO (2/7) Polimorfismo x Objetivos da OO (3/7) 1. Natural Em vez de programar para casos especiais, o polimorfismo permite trabalhar em um nível mais genérico e conceitual A sobrecarga e o polimorfismo paramétrico permitem a modelagem de um objeto ou método em nível conceitual em função do que o objeto ou método faz, sem se preocupar com os tipos de parâmetros que ele poderia processar O polimorfismo de inclusão permite a manipulação de tipos de objetos ao invés de implementações específicas 2. Confiável O polimorfismo simplifica o código Um mesmo código pode tratar várias classes Menos código menos erros Quando uma subclasse é adicionada em uma hierarquia, o código que manipula a classe superior não precisa ser alterado para manipular a nova classe Menos alterações menos erros LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 23 LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 24

7 Polimorfismo x Objetivos da OO (4/7) 3. Reutilizável O polimorfismo auxilia a reutilização Para que um objeto utilize outro, ele só precisa conhecer a interface a interface do segundo objeto Polimorfismo x Objetivos da OO (5/7) 4. Manutenível Como o polimorfismo resulta em menos código, consequentemente existe menos código para manter O polimorfismo reduz o número de estruturas condicionais, facilitando a manutenção LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 25 LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 26 Polimorfismo x Objetivos da OO (6/7) 5. Extensível O polimorfismo de inclusão permite a adição de novas subclasses no sistema sem que o código seja alterado para utilização dessas classes A sobrecarga permite a adição de novos métodos sem se preocupar com o conflito de nomes O polimorfismo paramétrico permite a extensão automática de classes para suportar novos tipos Polimorfismo x Objetivos da OO (7/7) 6. Oportuno Se você escreve menos código, sua produtividade aumenta e o código pode ser distribuído mais cedo Como o polimorfismo estimula a programação genérica, a adição de novos tipos se torna muito mais ágil LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 27 LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 28

8 Dúvidas LOO - Linguagens Orientadas a Objetos 29