Curso Profissional de Gestão e Programação de Sistemas Informáticos
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- Moisés Weber Amarante
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1 Curso Profissional de Gestão e Programação de Sistemas Informáticos Disciplina: Programação e Sistemas de Informação Classes em C++ Módulos 10 e 11 POO A professora: Sandra Soares
2 Classes em C++ Uma class define um novo tipo de dados Class nome_identificador { private: // dados e métodos não podem ser acedidos diretamente dados e métodos; protected: // dados e métodos só podem ser acedidos por classes derivadas }; dados e métodos; public: // dados e métodos podem ser acedidos diretamente dados e métodos;
3 Classes em C++ Uma definição de classe é em todo semelhante à definição de uma struct. Os dados são definidos como os campos de uma struct ou variáveis. Os métodos são definidos da mesma forma que funções. Os dados e os métodos são acedidos e invocados, respetivamente, através do operador (.) ou -> no caso do objeto ser um apontador.
4 Construtores Os construtores permitem a inicialização automática das instâncias. É permitida a definição de vários construtores de forma a disponibilizar um leque de inicializações possíveis. O construtor é considerado o método especial, cujo nome é igual ao nome da classe. Um construtor é invocado automaticamente quando é definido um objeto de uma classe.
5 Construtores e construtores de classes derivadas class base { private: int a; int b; public: base (int aa, int bb) { a=aa; b=bb;} }; Construtor da classe base. class derivada : public base { private: int c; public: }; derivada (int aa, int bb, int cc) : base(aa,bb) { c=cc;} void main(void) { base b1(1,2); //constrói um objeto da classe base derivada d1(1,2,3); //constrói um objeto da classe derivada } Construtor da classe derivada. a e b são os parâmetros da classe base que têm que ser passados para a classe derivada.
6 Derivação e herança entre classes Classe-base classe que serve de base à criação de outra classe; Classe-derivada classe que é criada a partir de outra classe. Derivação de classes criação de classes a partir de outras. Herança uma classe derivada herda, em princípio, todos os membros (variáveis ou atributos e funções ou métodos) da sua classe base. Uma classe derivada, para ter razão de ser, deverá ter os seus elementos próprios, a nível de atributos e métodos (variáveis e funções), nuns casos, inteiramente novos, noutros casos, readaptados da classe-base. Uma classe derivada também pode servir de classe-base de uma outra classe, logo podemos construir uma estrutura com vários níveis de hierarquia entre classes-base e derivadas hierarquia de classes.
7 POO A derivação de classes com herança das classes-base e com as suas características próprias, juntamente com a possibilidade de criarmos e utilizarmos objetos de todas essas classes constitui, em traços gerais, a essência da programação orientada para objetos.
8 Características fundamentais da POO Encapsulamento tem a ver com a forma como a definição de uma classe permite proteger o seu código e os seus dados. As vantagens dessa proteção são óbvias: as classes e os objetos constituem unidades de código protegidas, flexíveis e reutilizáveis. Polimorfismo tem a ver com a possibilidade de criarmos diferentes versões para uma função ou operador; isto vem aumentar a flexibilidade e a possibilidade de readaptação desses elementos de código a novos contextos. Herança A derivação de classes com herança permite criar novas classes a partir de outras já existentes; conjuntamente com isso reutilizam-se unidades de código já criadas e readaptam-se a novas finalidades. Tudo isto junto permite a preparação de bibliotecas de classes que tornam a criação de aplicações mais fácil de rápida.
9 Criação de uma classe derivada: exemplo
10 Classe derivada Class D:[public private protected] B A seguir ao nome da classe derivada inserem-se dois pontos(:), seguidos de um especificador de acesso (que pode ser: public; private; protected). Por fim, vem o nome da classe base. As classes derivadas são criadas mais frequentemente com o especificador public, pois, assim, essas classes herdam os membros da classe-base com os mesmos qualificativos de public, private ou protected e, além disso, os objetos da classe derivada podem ter acesso aos membros public da classe-base. As heranças com private e protected são muito mais limitativas para as classes derivadas e objetos.
11 Situações Quando uma classe derivada D é criada com public a partir de uma classe-base B Os membros herdados da classe-base B mantêm, na classe derivada D, os mesmos qualificativos de public, private e protected; Os objetos da classe derivada D só têm acesso aos membros public da classe-base. Quando uma classe derivada D é criada com protected a partir de uma classebase B Os membros public e protected herdados da classe-base B passam todos a protected na classe derivada D; Os objetos da classe derivada D não têm acesso a nenhum membro da classe-base. Quando uma classe derivada D é criada com private a partir de uma classebase B Os membros public e protected da classe-base B passam todos a private na classe derivada D; Os objetos da classe derivada D não têm acesso a nenhum membro da classe-base.
12 Modalidades de acesso às classes com os especificadores public, private e protected
13 Hierarquia de classes class Base class Derivada1 : public Base class Derivada2 : public Derivada1
14 Herança múltipla class Base1 { } class Base2 { } class Derivada : public Base1, public Base2 É possível criar uma classe derivada a partir de mais do que uma classe base.
15 Herança múltipla class b1 { }; class b2 { }; class d: public b1, public b2 { };
16 Herança múltipla A classe derivada herda todos os membros das classes-base mencionadas no seu cabeçalho e tem acesso direto a todos eles, exceto em relação aos membros privados. Quanto aos objetos criados a partir de uma classe derivada com herança múltipla, o acesso aos membros das classes-base depende dos especificadores de acesso que foram usados na criação da classe derivada.
17 Exemplo
18 Permissões de acesso Tipo de Acesso Public Protected Private Membros da mesma classe Membros de classes derivadas Sim Sim Sim Sim Sim Não Não membros Sim Não Não
19 Funções virtuais e sua redefinição em classes derivadas Uma forma especial de redefinir uma função de uma classe-base em classes derivadas passa pela utilização de funções virtuais. Uma função virtual é uma função-membro de uma classe-base que é declarada com a palavra virtual e tem de ser redefinida nas classes derivadas dessa classe-base. As funções virtuais constituem uma importante forma de polimorfismo em C++. Elas permitem que as classes derivadas readaptem aos seus contextos uma função membro da classe-base.
20
21 Função virtual pura e classe abstrata É possível declarar uma função virtual numa classe-base sem definir essa função, o que obriga a que toda a classe derivada tenha de ter a sua versão da função virtual da classe-base. Quando isto acontece, estamos perante aquilo que se chama uma função virtual pura e uma classe abstrata. Função virtual pura: é uma função que é declarada como virtual numa classe-base e não recebe aí nenhuma definição, obrigando a que seja definida nas classes derivadas. Classe abstrata: é uma classe que contém pelo menos uma função virtual pura. Isto implica que uma classe abstrata não possa ser usada para criar objetos a partir dela, uma vez que existe, pelo menos, um membro não definido.
22 Função virtual pura e classe abstrata A forma geral para declarar uma função virtual pura é a seguinte: virtual tipo_dados f_nome ([parâmetros])=0; tipo_dados -> refere-se ao tipo de dados que a função retorna. f_nome -> refere-se ao nome da função. ([parâmetros]) -> indica os eventuais parâmetros que a função pode utilizar. A expressão = 0 é o indicativo que transforma a função em virtual pura (não é definida na classe base).
23 Exceções Uma exceção ocorre quando um programa encontra-se numa situação anormal, devido a condições que estão fora do seu controlo, tais como: - memória insuficiente; - erros de E/S; - índice fora do intervalo permitido; - etc Nessas ocasiões, a solução usualmente adotada consiste em exibir uma mensagem de erro e interromper a execução do programa, devolvendo um código de erro.
24 Exceções Em C++, entretanto, podemos usar exceções para gerenciar de forma mais eficaz os erros que ocorrem durante a execução de um programa. Em vez de simplesmente abortar sua execução, podemos comunicar a ocorrência do evento inesperado a um contexto de execução mais alto, que esteja melhor capacitado para se recuperar da condição de erro.
25 Exemplo Para lançar uma exceção a um nível mais alto de execução, usamos o comando throw:
26 try catch Uma exceção lançada é tratada depois, por um código que se encontra fora do fluxo de execução normal do programa. Para tratar uma exceção, usamos a seguinte estrutura: Quando uma exceção é detetada dentro de um bloco try, os destrutores dos objetos criados no bloco são chamados e, em seguida, o controle é transferido ao bloco catch correspondente ao tipo da exceção detetada, se ele existir. No final da execução do bloco catch, o programa continua a sua execução normalmente, na primeira instrução após a estrutura try...catch.
27 Exemplo
28 Exemplo
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