Notas de Aula 02: Introdução à Programação Orientada a Objetos (POO).

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1 Notas de Aula 02: Introdução à Programação Orientada a Objetos (POO). Objetivos da aula: Introduzir conceitos da Programação Orientada a Objetos Abordar a representação de um modelo Orientado à Objetos (O.O) com a Unified Modeling Language (UML) Aprender a criar classes e instanciar objetos em Java Aprender a modificar atributos e invocar métodos em Java Entender as classes Wrapper e o uso da classe String Inicialização de tipos primitivos versus instâncias Aprender como proceder com a entrada de dados O que é uma Classe? Uma classe é o modelo de uma entidade do mundo real. Esse modelo define como são e como se comportam os objetos do mundo real que pertençam a esta classe. Neste projeto estão definidas as características (que chamamos de atributos) e as operações que os objetos dessa classe podem realizar. As operações podem ser executadas por um ou mais métodos desta classe. Exemplos de classes: os animais podem ser classificados em classes, tais como mamíferos, aves, peixes, etc. Cada uma dessas classes tem suas características e comportamentos comuns, que poderiam ser relacionados (descritos) como atributos e métodos dessas classes. Exemplos de atributos: uma classe pessoa, por exemplo, pode ter atributos como nome, endereço, identidade, ou seja, características (dados) específicas de cada pessoa. Exemplos de métodos: uma classe peixe pode ter um método nadar, uma classe pessoa pode ter um método andar ou um método falar, pois estes são comportamentos (ações) típicos destas classes.

2 O que é um objeto? Como vimos, uma classe é o modelo de uma entidade do mundo real. Um objeto é uma ocorrência (chamamos a isso de uma instância) de uma determinada classe. Ou seja, cada objeto representa uma determinada entidade do mundo real que seja daquela classe. Exemplos de objetos: Matheus é um objeto da classe pessoa. Thor (o peixinho do Matheus) é um objeto da classe peixe. Outros exemplos: CLASSE OBJETOS Carro Meu Gol Seu Corsa Pálio dele Empregado João Ana Carlos Formulários Demissão Cadastro Vendas Interfaces, mensagens e encapsulamento Vamos explorar mais um dos exemplos acima. Como vimos, podemos ter carro como sendo uma classe. As características ou atributos poderiam ser a cor, o modelo, a potência do motor e assim sucessivamente. Os comportamentos ou funcionalidades, poderiam ser ligar e desligar, abrir e fechar a porta, acelerar e frear, e outras ações (operações) que fossem consideradas úteis para descrever um carro. Os atributos e métodos da classe carro constituem o que chamamos de interface dessa classe com o mundo externo. Um objeto da classe carro só será acessível por outro objeto através de seus métodos, de forma que a interface da classe carro deve definir todos os comportamentos desejáveis a um objeto desta classe. Uma vez que tenhamos definido a interface da classe carro e que tenhamos um objeto dessa classe, como fazer para que ele execute a operação ligar? Devemos enviar uma mensagem para esse carro (ligue!) e ele executará a operação. Nós (externamente ao objeto) é que pedimos ao objeto para que execute essa operação, sem precisar saber como o carro faz para ligar (que tipo de algoritmo ele usa para isso). O mesmo ocorre se quisermos saber a cor do carro. Simplesmente perguntamos (qual é a sua cor?) e o carro responde (naturalmente precisaríamos ter criado um método que respondesse a isso). Onde e como ele armazena a informação da cor não é

3 relevante. Apenas sabemos que ele é capaz de armazenar seus atributos e informá-los quando necessitarmos deles. O fato dos objetos esconderem sua forma de funcionamento é um conceito importante em OO, e está ligado à existência da interface. Somente a classe carro conhece a forma de funcionamento (implementação) de seus métodos. É o que chamamos de encapsulamento. Ou seja, conhecemos as características e as funcionalidades de um carro, mas não sabemos (nem precisamos saber) quais técnicas e processos os projetistas utilizaram para a construção do projeto, ou seja para implementar a forma de funcionamento de seus métodos. Ou seja, a forma de fazer está encapsulada nos métodos do projeto e é de exclusiva responsabilidade do projetista. Unified Modeling Language (UML) Criado pela Rational como um esforço de junção de conceitos e práticas de engenharias de seus colaboradores Grady Booch, James Rumbaugh e Ivar Jacobson, a Unified Modeling Language (UML) é considerada, desde 1997, o padrão de especificação de modelos e projetos de software pela Object Management Group (OMG). A UML não é uma metodologia de desenvolvimento, mas sim uma ferramenta de especificação dos modelos de domínio e de projeto de software. A UML classifica os itens envolvidos no domínio do problema e define as formas como os mesmos se relacionam. Então, para representar os modelos orientados a objetos que implementaremos, serão utilizados os diagramas e notações mais conhecidas da UML. Na UML as classes são representadas na forma de caixas com, no máximo, três compartimentos. O primeiro deles contém o nome da classe (sempre no singular e com a primeira letra em maiúsculo), o segundo contém a lista de atributos e o terceiro contém a lista de operações. Veja a classe Carro :

4 A UML (e o Java) sugere que todos os nomes de atributos e métodos se iniciem com letra minúscula. Ainda de acordo com a convenção, nomes de métodos devem ser escritos no infinitivo e indicar uma ação. Na classe Carro foram criados três atributos: dois do tipo int, quilometragem e anofabricacao e o terceiro, estadomotor, é um booleano que indica se o motor está desligado ou ligado. Além dos atributos da classe, queremos também criar métodos que contenham as operações que objeto poderá realizar. Um carro pode fazer muitas coisas, mas, para manter a simplicidade, vamos criar inicialmente apenas quatro métodos: O primeiro método é informaruso, que exibe uma mensagem com a quilometragem atual e o ano de fabricação do carro. O segundo é o método ligarmotor, que muda o estado do motor para ligado, isto é, para true e depois exibe uma mensagem de aviso com a quilometragem atual e o ano de fabricação do carro. O terceiro é o método desligarmotor, que muda o estado do motor para desligado, isto é, para false e depois exibe uma mensagem de aviso com a quilometragem atual e o ano de fabricação do carro. O quarto método, mostraratributos, exibe os valores dos atributos de um objeto ou instância da classe Carro.

5 Criando classes e objetos em Java Com base no modelo simplificado de um carro apresentado no tópico anterior, vamos implementar o código referente à classe e ao uso de seus objetos. Abra o NetBeans e crie um projeto de aplicação Java com o nome que desejar. Por exemplo, Aula02. Por padrão, o NetBeans irá criar uma classe com o nome Aula02 com o um método main já definido. Não faça nada ainda com esta classe. Logo abaixo do projeto Java que você criou, um subnível da árvore conterá um item com o mesmo no nome do projeto em minúsculo (aula02): Clique com o botão direito sobre este item (neste exemplo, aula02) e, no menu de contexto, selecione novo e em seguida, Classe Java. Nomeie a classe Java como Carro. Agora, duas classes passarão a existir: Aula02.java e Carro.java. Para fins didáticos, renomeie a classe Aula02 para Principal. O NetBeans automaticamente criou a estrutura da classe na forma: <NomeClasse> { Instruções; Na classe Carro, coloque o seguinte código:

6 package aula02; public class Carro { int anofabricacao; int quilometragem; boolean estadomotor; void informaruso(){ System.out.println("Ano de fabricação: " + anofabricacao); System.out.println("Quilometragem: " + quilometragem); void ligarmotor(){ estadomotor=true; System.out.println("Motor Ligado!"); System.out.println("Ano de fabricação: " + anofabricacao); System.out.println("Quilometragem: " + quilometragem); void desligarmotor(){ estadomotor=false; System.out.println("Motor Desligado!"); System.out.println("Ano de fabricação: " + anofabricacao); System.out.println("Quilometragem: " + quilometragem); void mostraratributos(){ System.out.println("Estado do motor: " + estadomotor); System.out.println("Ano de fabricação: " + anofabricacao); System.out.println("Quilometragem: " + quilometragem); Em Java, a sintaxe dos atributos é igual à declaração de variáveis no escopo de um método (como você fez na aula passada no método main). No entanto, a sintaxe dos métodos é extensa. A completa definição de um método será apresentada no decorrer das aulas. Por hora, utilizaremos as mesmas definições de funções que encontramos em linguagens semelhantes, como o C/C++: <tipo de retorno> <nomemetodoinfinitivo>() O tipo de retorno pode ser void (vazio), qualquer tipo primitivo (int, double, etc.) ou outros objetos como estudaremos mais adiante. Até agora criamos apenas a classe Carro, sem efetivamente utilizá-la. Precisamos criar também um objeto dessa classe. A classe Principal já contém um método main. Assim, basta adicionarmos as instruções necessárias para criação desse objeto (comando new):

7 package aula02; public class Principal{ public static void main(string[] args) { Carro meucarro = new Carro(); meucarro.anofabricacao=2015; meucarro.estadomotor=false; meucarro.quilometragem=0; meucarro.informaruso(); meucarro.ligarmotor(); meucarro.desligarmotor(); meucarro.mostraratributos(); Como este projeto tem duas classes, devemos instruir o NetBeans a compilar ambos os arquivos e posteriormente a execução da classe Principal (que contém o método main). Com os arquivos devidamente salvos, clique com o botão direito no projeto e selecione Limpar e construir. Em seguida, clique em executar. Esse código não parece estar otimizado. O que podemos fazer? Classes Wrapper Um determinado conjunto de classes em Java é denominado Wrapper (empacotadora) pois possuem a função de encapsular os tipos primitivos existentes e fornecer operações sobre estes. As classes Wrapper permitem que tipos primitivos sejam tratados como objetos. Assim, operações de conversão entre tipos e outras operações pertinentes são nativos da linguagem.

8 Em Java, as classes Wrapper estão divididas em três grupos: numeric (Byte, Short, Integer, Long, Float e Double), Character e Boolean. package aula02; public class Wrapper{ public static void main(string[] args) { Double d = 10.8; Integer i = d.intvalue(); double x = d; System.out.println("Valor do double: " + d); System.out.println("Valor do integer: " + i); Classe String Como você pôde observar até o momento, todos os nossos exemplos não tratavam de informações como cadeia de caracteres. Foi necessário aprender o conceito de classes e objetos antes que pudéssemos usar tal recurso. Em Java, cadeia de caracteres (ou fluxo de bytes) são encapsuladas por uma classe denominada String. Apesar de possuir semelhanças com as classes Wrapper, não podemos defini-la assim, pois não existe um atributo primitivo String. No entanto, utilizamos uma String tal qual fazemos com as classes Wrapper. A classe String possui, ainda, métodos de conversão de tipos e operações convenientes para tratamento de caracteres e intervalos específicos de dados: package aula02; public class ExString{ public static void main(string[] args) { String texto; String valorcorreto = "42"; double num = Double.parseDouble(valorCorreto); texto = "Resposta para a questão fundamental sobre a vida, o + universo e as demais coisas: " + num; System.out.println(texto); System.out.println("Tamanho da resposta: " + texto.length());

9 Inicialização de tipos primitivos versus instâncias Uma variável de tipo primitivo pode armazenar exatamente um valor do seu tipo declarado. Variáveis de tipo de referência são utilizadas para armazenar as localizações de objetos na memória do computador. Diz-se que estas variáveis referenciam objetos. Os atributos de tipo primitivo são iniciados por ocasião da instanciação do objeto. Os atributos de tipos byte, char, short, int, long, float e double são iniciadas com zero, as variáveis do tipo boolean com false. Podem ser especificados valores iniciais para variáveis destes tipos quando de sua declaração. Variáveis locais de métodos não são iniciadas automaticamente. As variáveis de instância de tipo de referência são iniciadas por padrão com o valor null palavra reservada que representa uma referência a nada. Somente depois que o objeto é instanciado é que a variável contém uma referência para o objeto. Por exemplo, o comando Curso meucurso = new Curso(); cria uma instância (objeto) da classe Curso, e a variável meucurso contém uma referência a esse objeto. A partir de então, a variável pode ser usada para chamar métodos do objeto ou referenciar seus atributos. Entrada de dados Por meio dos exemplos, você aprendeu que comando System.out.println() era responsável pela saída de dados em um terminal. Agora, sob a ótica da orientação a objetos, é possível perceber que println() é a invocação de um método do objeto out (classe PrintStream), que por sua vez é atributo da classe System. A entrada de dados em Java é feita através da leitura de um streaming de bytes provenientes de um dispositivo de entrada (in) conectado ao computador. O uso das classes mais básicas para leitura de streaming de dados, como o InputStream, requer o uso de lógicas mais elaboradas e menos intuitivas. Para os nossos propósitos, considere o uso da classe Scanner que é bem mais simples e fornece métodos fáceis para leitura de dados. Para utilizá-la, é necessário instanciar um objeto da classe Scanner (java.util) e chamar um método apropriado para ler cada um dos tipos básicos ou String

10 de um dispositivo qualquer. Por exemplo, para ler do dispositivo padrão de entrada, podemos ter o seguinte código: //cria Scanner para ler entrada na janela de comado Scanner entrada = new Scanner(System.in); //faz Scanner ler variáveis de diferentes tipos palavra = entrada.next() // lê String até <branco> nome = entrada.nextline() // lê String até <ENTER> valori = entrada.nextint() // lê valor inteiro valorf = entrada.nextfloat() // lê valor float valord = entrada.nextdouble() // lê valor double valorb = entrada.nextboolean() // lê valor boolean Além de ler os valores, podemos também testar se o valor é do tipo esperado, através de métodos que retornam valores lógicos. Por exemplo: if (entrada.hasint()) { // true, se entrada inteira if (entrada.hasfloat()) { // true, se entrada float if (entrada.hasdouble()) { // true, se entrada double if (entrada.hasboolean()) { // true,se entrada boolean

11 Exercícios 1) Insira um atributo String na classe carro chamado cor e inicie-o com o valor branco. Insira outro atributo na classe carro chamado marca e inicie-o com valor desconhecido. 2) Crie um outro objeto chamado outrocarro da classe carro. Solicite ao operador a entrada dos dados: ano, quilometragem, marca e cor. 3) Insira um novo atributo rotacaomotor e inicie-o com zero. O método ligarmotor deve atualizar esse atributo para 1000 e o método desligarmotor deve atualizá-lo para zero. 4) Crie um novo método acelerar que some 100 ao valor corrente do atributo rotacaomotor. Crie também o desacelerar, que subtraia ) Utilizando a ferramenta NETBEANS, crie um projeto contendo: a) Uma classe Quadrado com um atributo chamado lado (valor inicial 3) e métodos que informem a área (lado x lado) e o perímetro (lado x 4). b) Uma classe Circulo com um atributo chamado raio (valor inicial 1) e métodos que informem o diâmetro (raio x 2), a área (PI x raio x raio) e a circunferência (PI x raio x 2). Considere PI igual a 3, c) Na classe que contém o método main, instancie ambas as classes e invoque todos os métodos.