Introdução. à Linguagem JAVA. Prof. Dr. Jesus, Edison O. Instituto de Matemática e Computação. Laboratório de Visão Computacional

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1 Introdução à Linguagem JAVA Prof. Dr. Jesus, Edison O. Instituto de Matemática e Computação Laboratório de Visão Computacional

2 OOP e JAVA Classe Objeto Atributo Metodo Nome Tipo Argumento visibilidade

3 Orientação a Objetos O conceito de orientação à objetos é o mais importante em Java; A programação orientada a objetos é baseada em classes e seus respectivos encapsulamentos.

4 ABSTRAÇÃO É utilizada para a definição de entidades do mundo real. Essas entidades são consideradas tudo que é real, tendo como consideração as suas características e ações; Abstrações do mundo real

5 CLASSE Uma classe é um tipo definido pelo usuário para especificar uma determinada abstração, denominada objeto. A classe envolve, associa, funções e dados e controla o acesso a estes. Uma classe é definida através de seus: Atributos Métodos

6 OBJETO Um objeto, representa a instancia de uma classe; Ele guarda em sua definição os atributos e métodos definidos na sua classe.

7 Um objeto precisa ser criado. Para que seja possível acessar as variáveis e os métodos de um objeto, é preciso atribuir uma referência ao objeto. O tipo de uma referência, ou seja a classe à qual pertence o objeto ao qual ela vai referir-se, precisa ser declarado. Declaração: a instrução seguinte declara que a variável nomedoobjeto refere-se a um objeto instância da classe NomeDaClasse: NomeDaClasse nomedoobjeto;

8 Criação: a seguinte instrução cria (em memória) um novo objeto instância da classe NomeDaClasse, que será referenciado pela variável nomedoobjeto previamente declarada: nomedoobjeto = new NomeDaClasse(); As duas instruções acima podem ser combinadas numa só: NomeDaClasse nomedoobjeto = new NomeDaClasse();

9 MÉTODOS Métodos são procedimentos que formam os comportamentos e serviços oferecidos por objetos de uma classe. Eles são análogos à funções ou procedimentos da programação estruturada.

10 CONSTRUTOR Construtor é um método chamado assim que uma nova instância do objeto for criada através do operador new. Tal método geralmente é responsável pela alocação de recursos necessários ao funcionamento do objeto além da definição inicial das variáveis de estado (atributos).

11 Sua sintaxe básica é método. idêntica a de qualquer A assinatura de um construtor diferencia-se das assinaturas de outros métodos por não ter nenhum tipo de retorno (nem mesmo void). Além disto, o nome do construtor deve ser o próprio nome da classe.

12 ATRIBUTOS Os atributos indicam as possíveis informações armazenadas por um objeto de uma classe, representando o estado de cada objeto, ou seja, são os elementos que definem a estrutura de uma classe.

13 Os atributos também são conhecidos como variáveis de classe, e podem ser divididos em dois tipos básicos: atributos de instância e de classe. Os valores dos atributos de instância determinam o estado de cada objeto. Um atributo de classe possui um estado que é compartilhado por todos os objetos de uma classe.

14 Exemplo 1 Programa 01 : Exemplo de um método chamado pelo método principal main()

15 package pacoteexemplo01; // PROGRAMA PARA EXEMPLIFICAR A UTILIZACAO DE UM METODO DENTRO DE UMA CLASSE public class iniciaraplicativo public static void main(string[] args) int a; float b; a = 5; b = fatorial ( a ); System.out.printf( " a = %d - fatorial = %10.0f\n", a, b ); //*************************************************************** public static float fatorial ( int x ) float y; int k; y = (float)1.0; for ( k = 1; k <= x; k++ ) y = y * k; return ( y );

16 Criando uma classe. Exemplo 2 Definindo os atributos Definindo os métodos ( incluindo o construtor ) Definindo um objeto ( diretamente ) Mostrando o objeto

17 package pacoteexemplo02; /* * EXEMPLO DE UMA CLASSE CONTENDO GET E SET * EXEMPLO DE INSTANCIA DE UM OBJETO * EXEMPLO DE UTILIZACAO DO OBJETO */ public class iniciaraplicativo public static void main(string[] args) int matriculaaluno; String nomealuno; int idadealuno; String cursoaluno; float mediageralaluno;

18 DADOS_ALUNO alunosccm15; // DEFININDO UM OBJETO alunosccm15 = new DADOS_ALUNO ( 12422, "Jose Araujo, 21, "Engenharia Mecanica", (float)78.32 ); matriculaaluno = alunosccm15.getmatricula(); nomealuno = alunosccm15.getnome(); idadealuno = alunosccm15.getidade(); cursoaluno = alunosccm15.getcurso(); mediageralaluno = alunosccm15.getmediageral(); // SAIDA System.out.printf ( "matricula = %d\n", matriculaaluno ); System.out.printf ( "nome do aluno: %s\n", nomealuno ); System.out.printf ( "idade: %d\n", idadealuno ); System.out.printf ( "nome do curso: %s\n", cursoaluno ); System.out.printf ( "media Geral do curso: %10.2f\n", mediageralaluno );

19 package pacoteexemplo02; public class DADOS_ALUNO // ATRIBUTOS DA CLASSE public int matriculan; public String nomen; public int idaden; public String curson; public float mediageraln; //******************************************************* // CONSTRUTOR DA CLASSE public DADOS_ALUNO ( int matricula, String nome, int idade, String curso, float mediageral ) setmatricula( matricula ); setnome( nome ); setidade ( idade ); setcurso ( curso ); setmediageral ( mediageral );

20 public void setmatricula( int matriculax ) matriculan = matriculax; //******************************************************* public void setnome ( String nomex ) nomen = nomex; //******************************************************* public void setidade ( int idadex ) idaden = idadex; //******************************************************* public void setcurso ( String cursox ) curson = cursox; //******************************************************* public void setmediageral ( float mediageralx ) mediageraln = mediageralx;

21 public int getmatricula () return ( matriculan ); //******************************************************* public String getnome () return ( nomen ); //******************************************************* public int getidade () return ( idaden ); //******************************************************* public String getcurso () return ( curson ); //******************************************************* public float getmediageral () return ( mediageraln );

22 Criando uma classe. Exemplo 3 Definindo os atributos Definindo os métodos Definindo um objeto ( leitura de dados ) Mostrando o objeto

23 package pacoteexemplo03; /* * EXEMPLO DE ENTRADA DE DADOS PARA OS PARAMETROS DE * DEFINICAO DA INSTANCIA DA CLASSE * * VARIAVEIS QUE DEFINEM O OBJETO SAO DIFERENTES DAS * VARIAVEIS QUE PARAMETRIZAM O OBJETO NA SUA INSTANCIA */ import java.util.*; public class iniciaraplicativo public static void main(string[] args) Scanner entrada; String registroentrada; int matriculaaluno_dado, matriculaaluno_obj; String nomealuno_dado, nomealuno_obj; int idadealuno_dado, idadealuno_obj; String cursoaluno_dado, cursoaluno_obj; float mediageralaluno_dado, mediageralaluno_obj; DADOS_ALUNO alunosccm15_dado;

24 // DEFININDO UM OBJETO entrada = new Scanner ( System.in ); System.out.printf ( "entre com a matricula do aluno\n" ); registroentrada = entrada.nextline(); matriculaaluno_dado = Integer.parseInt(registroEntrada); System.out.printf ( "entre com o nome do aluno\n" ); registroentrada = entrada.nextline(); nomealuno_dado = registroentrada; System.out.printf ( "entre com a idade do aluno\n" ); registroentrada = entrada.nextline(); idadealuno_dado = Integer.parseInt(registroEntrada); System.out.printf ( "entre com o curso do aluno\n" ); registroentrada = entrada.nextline(); cursoaluno_dado = registroentrada; System.out.printf ( "entre com a media do aluno\n" ); registroentrada = entrada.nextline(); mediageralaluno_dado = Float.parseFloat(registroEntrada); entrada.close();

25 // definindo o objeto alunosccm15_dado = new DADOS_ALUNO ( matriculaaluno_dado, nomealuno_dado, idadealuno_dado, cursoaluno_dado, mediageralaluno_dado ); matriculaaluno_obj = alunosccm15_dado.getmatricula(); nomealuno_obj = alunosccm15_dado.getnome(); idadealuno_obj = alunosccm15_dado.getidade(); cursoaluno_obj = alunosccm15_dado.getcurso(); mediageralaluno_obj = alunosccm15_dado.getmediageral(); // SAIDA System.out.printf ( "matricula = %d\n", matriculaaluno_obj ); System.out.printf ( "nome do aluno: %s\n", nomealuno_obj ); System.out.printf ( "idade: %d\n", idadealuno_obj ); System.out.printf ( "nome do curso: %s\n", cursoaluno_obj ); System.out.printf ( "media Geral do curso: %10.2f\n", mediageralaluno_obj );

26 ENCAPSULAMENTO É a técnica utilizada para esconder uma idéia, ou seja, não expor detalhes internos para o usuário, tornando partes do sistema mais independentes possível. É o principal conceito relacionado com a segurança da informação dentro do aplicativo. Por exemplo, quando um controle remoto estraga apenas é trocado ou consertado o controle e não a televisão inteira.

27 Nesse exemplo do controle remoto, acontece a forma clássica de encapsulamento, pois quando o usuário muda de canal não se sabe que programação acontece entre a televisão e o controle para efetuar tal ação. Como um exemplo mais técnico pode-se descrever o que acontece em um sistema de vendas, onde tem-se cadastros de funcionários, usuários, gerentes, clientes, produtos entre outros. Se por acaso acontecer um problema na parte do usuário é somente nesse setor que será realizada a manutenção não afetando os demais.

28 Em resumo, o encapsulamento protege os atributos do objeto e evita a manipulação de/por outros objetos, tais como acessos não autorizados.

29 O encapsulamento em Java é implementado através de seus modificadores de acesso: público private protegido implícito Portanto, cada método ou variável em Java, deve ser declarado com um destes atributos.

30 MODIFICADORES Usado para modificar o modo como são declaradas as classes, métodos e variáveis. Existem três modificadores de acesso e o quarto nível (acesso default), quando não se usa nenhum dos três modificadores. Toda classe, método e variáveis de instância em Java, tem um controle de acesso.

31 MODIFICADORES DE CLASSES Uma classe pode ser declarada apenas com acesso public ou default. O acesso public, permite que todas as classes tenha acesso a esta classe. para acessar uma classe public que esteja em outro pacote é necessário o uso da declaração import.

32 Classes que constituem aplicativos independentes e applets devem ser públicas. Uma classe que não for declarada pública somente poderá ser acessada por outras classes do mesmo pacote. Deve-se notar que cada arquivo fonte pode conter somente uma classe pública. Caso o arquivo contenha uma classe pública, ele deve possuir o mesmo nome que esta classe, com a terminação.java.

33 Modificadores de acesso public Quando um método ou variável - membro é declarado como public, ele pode ser acessado por qualquer outra classe, independentemente do pacote a que ela pertença.

34 Modificador de acesso private Quando um método ou variável é declarado como private não pode se acessado por nenhuma outra classe, e não é visto nas subclasses, assim não usa o overriding.

35 Modificador de acesso protected e default o controle de acesso protected e default são parecidos, mas tem uma diferença fundamental. Um membro default só pode ser acessado se a classe que estiver acessando é do mesmo pacote, enquanto o protected pode ser acessado (através de herança) por uma subclasse mesmo se subclasse estiver em pacote diferente.

36 Métodos GET e SET por que criar métodos para acessar variáveis, quando se pode acessá-las diretamente? questão de segurança. As variáveis private só podem ser acessadas de dentro da Classe, portanto elas são invisíveis fora do escopo da classe/objeto. Assim, evita-se que outros métodos, classes ou hackers tenham acesso aos dados de determinada classe.

37 Como tratar, então, essas variáveis? Aí entra a utilização dos métodos GET e SET. Com eles, permiti-se o acesso a essas variáveis, senão não haveria sentido em usar esses atributos, porém, tem-se um total controle sobre elas através destes métodos. Os métodos GET e SET são técnicas padronizadas para gerenciamento sobre o acesso dos atributos. Nesses métodos determina-se quando será alterado um atributo e o acesso ao mesmo, tornando o controle e modificações mais práticas e limpas, sem contudo precisar alterar assinatura do método usado para acesso ao atributo.

38 Método SET Para se alterar os valores de um atributo de uma classe de maneira protegida, utiliza-se os métodos SET. Esse método não terá um retorno, pois o atributo será somente modificado, criando um método de tipo VOID, sem retorno. Porém ele deve receber algum argumento para que possa provocar a devida alteração.

39 Método GET São métodos utilizados quando se acessa alguns atributos da classe; Esse método sempre retornará um valor, seja ele String, int,double, etc.

40 Exemplo 4 Programa exemplificando a utilização de: Atributos Métodos GET e SET modificadores

41 package pacoteexemplo04; public class DADOS_ALUNO // ATRIBUTOS DA CLASSE private int matriculan; private String nomen; private int idaden; private String curson; private float mediageraln; //******************************************************* // CONSTRUTOR DA CLASSE public DADOS_ALUNO ( int matricula, String nome, int idade, String curso, float mediageral ) setmatricula( matricula ); setnome( nome ); setidade ( idade ); setcurso ( curso ); setmediageral ( mediageral );

42 private void setmatricula( int matriculax ) matriculan = matriculax; //******************************************************* private void setnome ( String nomex ) nomen = nomex; //******************************************************* private void setidade ( int idadex ) idaden = idadex; //******************************************************* private void setcurso ( String cursox ) curson = cursox; //******************************************************* private void setmediageral ( float mediageralx ) mediageraln = mediageralx;

43 public int getmatricula () return ( matriculan ); //******************************************************* public String getnome () return ( nomen ); //******************************************************* public int getidade () return ( idaden ); //******************************************************* public String getcurso () return ( curson ); //******************************************************* public float getmediageral () return ( mediageraln );

44 THIS A utilização da cláusula THIS faz referência ao atributo da classe dentro da qual se está trabalhando.

45 Exemplo 5 Programa exemplificando a utilização de: Clausula THIS Utiliza mesmo nome de atributos e parâmetros dos métodos SET. Neste caso pode ficar confuso a diferenciação dos nomes das variáveis.

46 package pacoteexemplo05; public class DADOS_ALUNO // ATRIBUTOS DA CLASSE private int matricula; private String nome; private int idade; private String curso; private float mediageral; //******************************************************* // CONSTRUTOR DA CLASSE public DADOS_ALUNO ( int matricula, String nome, int idade, String curso, float mediageral ) setmatricula( matricula ); setnome( nome ); setidade ( idade ); setcurso ( curso ); setmediageral ( mediageral );

47 private void setmatricula( int matriculax ) matricula = matriculax; //******************************************************* private void setnome ( String nomex ) nome = nomex; //******************************************************* private void setidade ( int idadex ) idade = idadex; //******************************************************* private void setcurso ( String cursox ) curso = cursox; //******************************************************* private void setmediageral ( float mediageralx ) mediageral = mediageralx;

48 public int getmatricula () return ( matricula ); //******************************************************* public String getnome () return ( nome ); //******************************************************* public int getidade () return ( idade ); //******************************************************* public String getcurso () return ( curso ); //******************************************************* public float getmediageral () return ( mediageral );

49 Exemplo 6 Programa exemplificando a utilização de: Clausula THIS Não utiliza os métodos SET, o que é permitido, desde que a atualização dos atributos seja feita no construtor da classe, como é mostrado no exemplo. Entretanto, neste caso, é obrigatório a utilização da clausula THIS, caso deseja-se atributos e parâmetros com mesmos nomes.

50 package pacoteexemplo06; public class DADOS_ALUNO // ATRIBUTOS DA CLASSE private int matricula; private String nome; private int idade; private String curso; private float mediageral; //******************************************************* // CONSTRUTOR DA CLASSE public DADOS_ALUNO ( int matricula, String nome, int idade, String curso, float mediageral ) this.matricula = matricula; this.nome = nome; this.idade = idade; this.curso = curso; this.mediageral = mediageral;

51 public int getmatricula () return ( matriculan ); //******************************************************* public String getnome () return ( nomen ); //******************************************************* public int getidade () return ( idaden ); //******************************************************* public String getcurso () return ( curson ); //******************************************************* public float getmediageral () return ( mediageraln );

52 Static Quando se define uma classe e cria-se vários objetos dela, cada objeto irá ser uma cópia fiel da classe, porém com suas próprias variáveis e métodos em lugares distintos da memória. Ou seja, um objeto tem suas variáveis próprias, diferentes de outro objeto, embora ambos tenham o mesmo 'modelo', que é uma classe.

53 Quando se define variáveis com a palavra static em uma classe ela terá um comportamento especial: ela será a mesma para todos os objetos daquela classe. Ou seja, não haverá um tipo dela em cada objeto. Todos os objetos, ao acessarem e modificarem essa variável, acessarão a mesma variável, o mesmo espaço da memória, e a mudança poderá ser vista em todos os objetos.

54 Variáveis e métodos estáticos pertencem à classe e não a uma instância. Isso quer dizer que eles podem ser utilizados sem ter que instanciar a classe. Além disso, quando esta classe for carregada, as variáveis estáticas serão compartilhadas por todos os objetos. Variáveis estáticas não necessitam serem inicializadas, pois recebem o valor default, da mesma forma que variáveis de instância.

55 Utilizam-se variáveis estáticas para guardar valores que são específicos da classe e não de um objeto, ou seja, todos os objetos terão acesso à mesma cópia da variável estática. Isso quer dizer que quando a classe for chamada pela primeira vez pela JVM, a variável estática será inicializada; se essa variável for alterada no construtor da classe, toda vez que essa classe for instanciada, essa variável será alterada e esse valor será compartilhado para todas as instâncias.

56 Exemplos Programas 7, 7a, 7b, e 7c Exemplos de utilização do modificador static

57 Variáveis - Variável local definida dentro do método - Variável de instância ou atributo definida dentro de um classe, mas pertence ao objetos instanciados desta classe - variável de referência variável para referenciar um objeto - variável de classe variável estática pertencente a classe e comum a todos os objetos da classe

58 Exemplo public class A private int id; // variável de instância ou atributo private static int contator; // variável estática de classe //********************************************************************** void metodoa() int a; // variável local //********************************************************************** public static void main(string [] args) A objetoa; // variável de referência objetoa = new A(); // instância de um objeto do tipo A //**********************************************************************

59 HERANÇA Na Programação Orientada a Objetos o significado de herança tem o mesmo significado para o mundo real. Assim como um filho pode herdar alguma característica do pai, na Orientação a Objetos é permitido que uma classe herde atributos e métodos da outra, tendo apenas uma restrição para a herança.

60 Os modificadores de acessos das classes, métodos e atributos só podem estar com visibilidade public e protected para que sejam herdados. Uma das grandes vantagens de usar o recurso da herança é na reutilização do código. Esse reaproveitamento pode ser acionado quando se identifica que o atributo ou método de uma classe será igual para as outras. Para efetuar uma herança de uma classe é utilizada a palavra reservada extends

61 class Circulo private float raio; Circulo() setraio( 3.0 ); void setraio( float r ) this.raio = r class Pneu extends Circulo Pneu p = new Pneu(); p.raio = 10.0; // Erro de compilação. O Atributo raio é privado da classe Circulo p.setraio(10.0); //Correto, pois a classe Pneu está utilizando os // métodos definidos na classe Circulo para fazer // acesso ao atributo privado raio

62 O MODELO MVC O MVC ( Model, View e Controller ) é uma arquitetura ou padrão de programação que permite dividir as funcionalidades de um sistema em camadas, com o objetivo de facilitar a resolução de um problema maior.

63 Definição das camadas Modelo O modelo (Model) é utilizado para manipular informações de forma mais detalhada, sendo recomendado que, sempre que possível, se utilize dos modelos para realizar consultas, cálculos e todas as regras de negócio do sistema.

64 Visão A camada da visão ( view ) é responsável por tudo que o usuário final visualiza no aplicativo, toda a interface ou informação, não importando sua fonte de origem.

65 Controle A camada de Controle ( controller ), é responsável por controlar todo o fluxo de informação que passa pelo sistema. É no controle que se decide se, o que, quando e onde quais informações devem ser geradas, quais regras devem ser acionadas e para onde as informações devem ir, também é lá onde todas as operações devem ser executadas. Em resumo, é o controle que executa uma regra de negócio (modelo) e repassa a informação para a visualização (visão).

66 Por quer usar MVC Com o aumento da complexidade dos sistemas desenvolvidos hoje, essa arquitetura tem como foco dividir um grande problema em vários problemas menores e de menor complexidade. Dessa forma, qualquer tipo de alterações em uma das camadas não interfere nas demais, facilitando a atualização de layouts, alteração nas regras de negócio e adição de novos recursos. Em caso de grandes projetos, o MVC facilita muito a divisão de tarefas entre a equipe.

67 Implantando o MVC Para implantar o modelo MVC num projeto, devese criar os diretórios onde vão ser armazenadas as camadas do modelo. Estes diretórios podem ser criados no Eclipse através da opção FILES new Folders Dentro do pacote do aplicativo, criar os Folders: MODEL VIEW CONTROL

68 projeto CLASSES ESTRUTURA DO AMBIENTE FONTES pacote MODEL VIEW CONTROL

69 Exemplo Programa pacote 8 Mostrando o modelo MVC aplicado ao exemplo mostrado no pacote 6

70 Fim da apresentação