Classes e objectos em Java (introdução) PCO / PPO Departamento de Informática Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa

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1 Classes e objectos em Java (introdução) PCO / PPO Departamento de Informática Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa

2 Resumo Uso de classes e objectos em Java classes e objectos código cliente vs. código fornecedor O operador new, métodos construtores métodos de instância métodos de instância vs. métodos de classe modificador de visibilidade public Exemplos de classes da API do Java String StringBuilder Scanner Random 2

3 Classes? Objectos? (intuição da 1ª aula) Classe Instâncias (objectos) Super-heróis Homem-aranha, Batman, Hulk, Spiderman Hora 23:59, 12:00, 5:30, Cursos na FCUL TIC, Est. Aplicada, Classe: caracterização abstracta de uma entidade. Objecto: instância de uma classe. 3

4 Atributos e operações (intuição da 1ª aula) Classe Atributos Operações Super-heróis Hora Cursos na FCUL super-poderes() horas() minutos() nome() alunos() cadeiras() usa-super-poder(x) salva-o-mundo() acerta-hora(h) acerta-minutos(m) adiciona-aluno(a) remove-aluno(a) A uma classe podemos associar atributos e operações. 4

5 Hello world! revisitado package pco; public class HelloWorldAgain { public static void main(string[] args) { char chseq[] = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd', '!'; String s = new String(chSeq); for (int i=0; i < s.length(); i++) { char c = s.charat(i); System.out.print(c); System.out.print('\n'); Uso de um objecto da classe String, definida no pacote java.lang. 5

6 Definições correspondentes em java.lang.string package java.lang; HelloWorldAgain new String(chSeq); s.length() s.charat(i) public class String { public String(char[] v) { public int length() { public char charat(int index) { Relação cliente/fornecedor entre classes código cliente = pco.helloworldagain (utiliza funcionalidade) código fornecedor = java.lang.string (fornece funcionalidade) 6

7 Operador new / construtores package pco; public class HelloWorldAgain { public static void main(string[] args) { char chseq[] = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd', '!'; String s = new String(chSeq); for (int i=0; i < s.length(); i++) { char c = s.charat(i); System.out.print(c); System.out.print('\n'); Operador new cria novo objecto da classe String, invocando um método construtor definido na classe para a inicialização do objecto. 7

8 Construtores package java.lang; public class String { public String(char[] v) { public int length() { public char charat(int index) { Um construtor é um método especial para inicializar uma instância da classe em que está definido. O constructor tem o mesmo nome que a classe e pode ter vários argumentos. Podem existir vários construtores (graças ao mecanismo de sobrecarga). É esse o caso para String, como podemos verificar na sua documentação. 8

9 Métodos de instância package pco; public class HelloWorldAgain { public static void main(string[] args) { char chseq[] = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd', '!'; String s = new String(chSeq); for (int i=0; i < s.length(); i++) { char c = s.charat(i); System.out.print(c); System.out.print('\n'); Após a construção de um objecto, podemos invocar métodos de instância sobre este. No exemplo: chamada aos métodos length() e charat() 9

10 Métodos de instância package java.lang; public class String { public String(char[] v) { public int length() { public char charat(int index) { Cada execução de um método de instância tem sempre associado um objecto (instância) da classe. Métodos de instância não são declarados com o modificador static. 10

11 métodos de instância vs. métodos de classe (estáticos) package java.lang; public class String { public String(char[] v) { public int length() { public char charat(int index) { public static String valueof(int v) { Métodos de classe (também chamados métodos estáticos) declarados com a palavra-chave static globais à classe, pelo que não definem operações sobre uma instância (objecto) particular da classe Invocação usa a sintaxe ClassName.methodName(args) por exemplo String.valueOf(999) 11

12 métodos de instância vs. métodos de classe (estáticos) package java.lang; public class String { public static String valueof(int v) { public String replace(char oldch,char newch) { String s1 = String.valueOf(999); // "999" String s2 = s1.replace('9', 'A'); // "AAA" 12

13 public visibilidade pública package java.lang; public class String { public String(char[] v) { public int length() { public char charat(int index) { O modificador public torna a classe String visível (utilizável) por código cliente em qualquer outro pacote ( package ), para além do pacote java.lang HelloWorldAgain no pacote pco pode então referir-se à classe String no pacote java.lang. Analogamente, métodos public em String podem ser invocados por código cliente em qualquer outro pacote. Em aulas futuras, discutiremos outros modificadores de visibilidade 13

14 Exemplo 2: Leitura de dados com Scanner package pco; import java.util.scanner; public class ScannerExample { public static void main(string[] args) { Scanner s = new Scanner(System.in); System.out.print("How many values? "); int n = s.nextint(); double sum = 0.0; for (int i = 1; i <= n; i++) { System.out.print("Value " + i + "? "); sum = sum + s.nextdouble(); System.out.printf("Result = " + sum); s.close(); O programa começa por pedir ao utilizador o número de valores (n) que deverão ser lidos. Depois lê os valores (de tipo double) e apresenta no final a sua soma. 14

15 package pco; import java.util.scanner; decl. importação public class ScannerExample { public static void main(string[] args) { Scanner s = new Scanner(System.in); criação System.out.print("How many values? "); int n = s.nextint(); leitura de valor int double sum = 0.0; for (int i = 1; i <= n; i++) { System.out.print("Value " + i + "? "); sum = sum + s.nextdouble(); leitura de valor double System.out.printf("Sum = " + sum); s.close(); fecho Exemplo 2: Leitura de dados com Scanner A declaração import acima é necessária para identificar o pacote onde está definida a classe Scanner já que Scanner não faz parte de java.lang nem de pco (pacote onde está definido o código cliente neste caso) 15

16 Exemplo 3: uso de java.util.random public class PiValueUsingMonteCarlo { y public static void main(string[] args) { Random rng = new Random(0); Scanner s = new Scanner(System.in); System.out.print("How many iterations? "); x int iterations = s.nextint(); int inside = 0; for (int i = 1; i <= iterations; i++) { double x = rng.nextdouble(); // value within [0,1] double y = rng.nextdouble(); // value within [0,1] if (x * x + y * y <= 1) { inside++; double approx = 4 * (double) inside / (double) iterations; System.out.println("Pi approximation : " + approx); System.out.println("Pi value : " + Math.PI); System.out.println("Error : + Math.abs(Math.PI - approx)); 16

17 Mais sobre String (1) package pco; public class OneMoreStringExample { public static void main(string[] args) { String a = "aeiou"; String b = a.tolowercase(); // "aeiou" String c = a.touppercase(); // "AEIOU" String d = b + ' ' + c; // "aeiou AEIOU" String e = d.replace(' ', ','); // aeiou,aeiou System.out.println("a: "+ a); System.out.println("b: "+ b); System.out.println("c: "+ c); System.out.println("d: "+ d); System.out.println("e: "+ e); Operador + : concatenação no contexto de objectos de tipo String (valores/objectos envolvidos convertidos implicitamente p/string). Nota: os objectos da classe String são imutáveis - o seu conteúdo não consegue ser modificado após criação; apenas podemos obter novas strings a partir de outras, ex. via métodos tolowercase() e touppercase(), replace(), ou uso do operador +. 17

18 Mais sobre String (2) (switch-case) public static void main(string[] args) { for (String os : args) { String mastermind; switch (os) { case "Linux": mastermind = "Linus Torvalds"; break; case "MacOs": mastermind = "Steve Jobs"; break; case "Windows": mastermind = "Bill Gates ; break; default: mastermind = "????"; break; System.out.println(os + " > + mastermind); 18

19 Vectores de referências package pco; public class StringVectorExample { public static void main(string[] args) { for (int i = 0; i < args.length; i++) { System.out.println(i + " " + args[i]); String[] argsuc = new String[args.length]; for (int i = 0; i < args.length; i++) { argsuc[i] = args[i].touppercase(); for (int i = 0; i < args.length; i++) { System.out.println(i + " " + argsuc[i]); "a" "b" "c" / / / "A" "B" "C" Um vector de tipo não primitivo mantém referências a objectos de determinada classe, no exemplo de tipo String. No exemplo, operador new cria um vector e inicializa-o com referências nulas (null), o valor por defeito. 19

20 java.lang.stringbuilder package pco; public class StringBuilderExample { public static void main(string[] args) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append('h'); sb.append('e'); sb.append('l'); sb.append('l'); sb.append( o ); sb.append(" world!"); String s = sb.tostring(); System.out.println(s); O estado de um objecto StringBuilder vai sendo modificado progressivamente por forma a construir uma string, depois obtida via tostring(). O seu uso é conveniente quando é desejável uma maior eficiência na construção de strings. 20

21 String vs. StringBuilder String s1 = "abc"; String s2 = s1; s2 = s2.concat("def"); StringBuilder sb1 = new StringBuilder("abc"); StringBuilder sb2 = sb1; sb2.append("def"); String StringBuilder s1 "abc" sb1 "abc" s2 sb2 String StringBuilder s1 "abc" sb1 "abcdef" s2 "abcdef" sb2 Funcionamento de variáveis/referências similar ao que já vimos para vectores. Objectos StringBuilder são mutáveis (funcionam como acumuladores de caracteres) 21