Programação Orientada pelos Objetos B. Desenvolvimento orientado pelos objectos

Transcrição

1 Programação Orientada pelos Objetos B Desenvolvimento orientado pelos objectos

2 2 Slides elaborados pelos Professores Miguel Goulão e Adriano Lopes, no âmbito do ensino da programação orientada pelos objectos

3 O que é um pacote (package)? 3 Um pacote é um espaço de nomes que organiza um conjunto de classes e interfaces relacionadas Conceptualmente semelhante às pastas que temos nos nossos computadores Os pacotes são uma forma de organizar as classes Uma aplicação pode ser composta por milhares de classes A plataforma do Java tem uma vasta biblioteca com milhares classes

4 O que é um pacote (package)? 4 Referências a um pacote No ficheiro da classe ou interface do pacote package packagename; package mainpackage.subpackage; No ficheiro onde é utilizada a classe ou interface do pacote import packagename.someclass; import mainpackage.subpackage.anotherclass; Quando o membro duma classe é declarado sem public nem private, possui visibilidade package level : visivel por todas as classes dessa package e nenhum fora excepto em cenários de herança, a detalhar numa aula futura

5 5 Como representar as entidades? Até agora, temos usado classes Porém, Java oferece algo mais flexível: interfaces Em Java, as interfaces representam uma entidade independentemente de qualquer implementação As classes representam uma implementação concreta, específica, dessa entidade

6 Assinatura de um método 6 A Assinatura de um método é constituída por: Nome do método Número, tipo e ordem dos parâmetros Clausulas throws sobre excepções O tipo do resultado não faz parte da assinatura Em Java, os métodos são identificados pelas suas assinaturas Podem existir vários métodos com o mesmo nome, desde que com assinaturas diferentes Habitual: vários construtores com listas de argumentos distintas

7 Protocolo 7 Protocolo de um objecto é o conjunto das assinaturas dos seus métodos públicos Determina o reportório de mensagens que esse método entende Um objecto suporta um determinado protocolo se definir todos os métodos públicos previstos nesse protocolo (pode definir outros, além desses)

8 As interfaces Java 8 Uma interface Java representa todos os objectos que suportam um dado protocolo e que sejam instâncias de classes que declarem explicitamente implementar essa interface Ao contrário do que acontece com as classes, as interfaces não fornecem uma implementação O conceito de interface está associado a princípios de abstracção, os quais são fundamentais para a programação orientada pelos objectos

9 Abstracção 9 Abstracção significa que os detalhes de implementação são escondidos dentro de uma unidade do programa com uma determinada interface. No caso dos objectos, a interface normalmente consiste num conjunto de métodos públicos que manipulam dados ocultos da implementação Ou seja, a abstracção envolve restringir o acesso a um determinado componente do nosso programa através da sua interface

10 Definição de uma interface em Java 10 Sintaxe public interface interfacename { // constantes // assinaturas de métodos } Exemplo public interface IntegerSet { int size(); int get(int i); int add(int n); boolean belongs(int n); IntegerSet union(integerset union); } Os métodos das interfaces Java são sempre abstractos e públicos

11 Interface vs. Classe 11 Todos os métodos de uma interface são abstractos Têm nome, parâmetros, tipo de retorno, mas não têm uma implementação Todos os métodos de uma interface são públicos Uma interface não tem variáveis de instância Podem ter membros static Ao contrário do que acontece com as classes, não se pode instanciar uma interface (i.e., usar new) Lembrar: as classes, além de serem fábricas de objectos, também são tipos. Interfaces também são tipos. Mas não são fábricas.

12 Implementação de uma interface em Java 12 Sintaxe public class classname implements interfacename { // atributos e constantes // métodos } Classe tem de implementar todos os métodos da interface: public class IntegerSetClass implements IntegerSet { // atributos e constantes public int size() {... } public int get(int i) {... } public int add(int n) {... } public boolean belongs(int n) {...} public IntegerSet union(integerset union) {...} }

13 Utilização de classes e interfaces Escrever a interface que captura o protocolo pretendido para os objectos 2. Escrever a classe que implementa a interface definida no ponto anterior 3. Usar o nome da interface como tipo, para declarar variáveis, parâmetros e resultados, e o nome da classe apenas para a instanciação (ao criar objectos com o operador new)

14 Erros típicos com interfaces 14 Esquecermo-nos de implementar métodos na classe que implementa a interface como public Os métodos de uma interface não se declaram públicos explicitamente, porque já são públicos, por omissão Numa classe, pelo contrário, a visibilidade de um método não é public por omissão, mas sim restrita ao respectivo pacote (package) Implementar com visibilidade do pacote reduziria a visibilidade do método, definida na interface como public public class IntegerSetClass implements IntegerSet { int size() {...} // ERRADO! Deveria ser público! }

15 Erros típicos com interfaces 15 Tentar instanciar uma interface: Podemos definir variáveis cujo tipo é uma interface IntegerSet s; // (no exemplo, IntegerSet é uma interface) Nunca podemos instanciar uma interface IntegerSet s = new IntegerSet(); // ERRADO! Sempre que um objecto é declarado como sendo do tipo de uma interface, esse objecto pertence a uma classe que implementa essa interface IntegerSet s = new IntegerSetClass(); //

16 16 The Uma rede social para descobrir a essência dos seus amigos. Serão eles inteligentes, estúpidos, anjinhos, ou bandidos?

17 Documento de partida O que é o? 17 Imagine uma rede social onde pode votar, para cada acção de cada um dos seus amigos, se considera que ela é boa, ou má, para o seu amigo e boa, ou má, para os outros que sentem as consequências dessa acção Nesta rede social, todos podem votar nas acções de todos Os votos acumulados permitem construir o perfil das pessoas

18 Documento de partida Fulano de tal é inteligente? 18 Fulano de tal fez frito e cozido Bom para ele? Bom para os outros? Bom para os outros Inteligente Mau para fulano de tal Bom para fulano de tal Mau para os outros

19 Documento de partida Fulano de tal é inteligente? 19 Fulano de tal fez frito e cozido Bom para ele? Bom para os outros? Bom para os outros Mau para fulano de tal Bom para fulano de tal Bandido Mau para os outros

20 Documento de partida Fulano de tal é inteligente? 20 Fulano de tal fez frito e cozido Bom para ele? Bom para os outros? Anjinho Bom para os outros Mau para fulano de tal Bom para fulano de tal Mau para os outros

21 Documento de partida Fulano de tal é inteligente? 21 Fulano de tal fez frito e cozido Bom para ele? Bom para os outros? Bom para os outros Mau para fulano de tal Bom para fulano de tal Estúpido Mau para os outros

22 Documento de partida O que é o? 22 Cada pessoa no pode ter várias acções, cada uma delas votadas individualmente A média das votações em cada acção determina se o perfil de uma pessoa é visto como inteligente, estúpido, anjinho ou bandido; é possível consultar essa informação sobre qualquer pessoa A pessoa mais aborrecida é a pessoa cujas acções são o mais neutras possível Ou seja, cujo efeito médio das acções, para si própria e para os outros, seja o mais próximo de 0 (nem positiva, nem negativa) Podemos listar pessoas com determinado perfil

23 Documento de partida Construção da personalidade 23 Pessoa faz acções Cada vez que alguém vota numa dessas acções, indica se considera se a acção foi Boa, ou má, para quem a praticou Boa, ou má, para os outros Os votos vão-se acumulando Se houver mais votos bons que maus para o próprio, ou pelo menos igual número, considera-se a acção boa para o próprio Raciocínio semelhante, nos votos para os outros A média das votações determina a personalidade

24 Documento de partida Traço de execução 24 >Novo >Adiciona Fulano >Adiciona Beltrano >Adiciona Cicrano >Adiciona Beltrano Beltrano já existe >Faz Fulano Lava pratos >Faz Fulano Jardinagem >Adiciona Mais Um >Remove Mais Um >Faz Fulano Lava pratos Fulano já Lava pratos >Faz Beltrano Pinta grafitti >Faz Cicrano Pinta grafitti >Vota Fulano Lava pratos Bem Mal >Vota Fulano Lava pratos Bem Bem >Vota Fulano Lava pratos Bem Bem >Vota Fulano Jardinagem Bem Bem >Vota Beltrano Lava pratos Bem Bem Beltrano não Lava pratos >Vota Beltrano Pinta grafitti Mal Mal >Lista Inteligente Fulano >Personalidade Beltrano Estúpido >Aborrecido Cicrano >Sair Adeus

25 Identificando as acções do sistema Documento de partida 25 Imagine uma rede social onde pode votar, para cada acção de cada um dos seus amigos, se considera que ela é boa, ou má, para o seu amigo e boa, ou má, para os outros que sentem as consequências dessa acção Nesta rede social, todos podem votar nas acções de todos Os votos acumulados permitem construir o perfil das pessoas Cada pessoa no pode ter várias acções, cada uma delas votadas individualmente A média das votações em cada acção determina se o perfil de uma pessoa é visto como inteligente, estúpido, anjinho ou bandido; é possível consultar essa informação sobre qualquer pessoa A pessoa mais aborrecida é pessoa cujas acções são o mais neutras possível Ou seja, cujo efeito médio das acções, para si própria e para os outros, seja o mais próximo de 0 (nem positiva, nem negativa) Podemos listar pessoas com determinado perfil Acções do sistema: Criar rede social Criar pessoa Remover pessoa Criar acção Votar em acção Consultar personalidade Descobrir mais aborrecido Listar pessoas por perfil Sair

26 Documento de partida Comandos a disponibilizar 26 Novo (Criar rede social) Cria um novo, que começa por estar vazio Adiciona amigo (Criar pessoa) Acrescenta um novo amigo ao ; se já existir, não faz nada Informação que caracteriza o amigo: nome Remove amigo (Remover pessoa) Remove um amigo do ; se não existir, não faz nada Informação que caracteriza o amigo: nome

27 Documento de partida Comandos a disponibilizar 27 Acção (Criar acção) Adiciona uma nova acção ao amigo Informação que caracteriza o amigo: nome Informação que caracteriza a acção: descrição Vota (Votar em acção) Vota numa determinada acção de um amigo Informação que caracteriza o amigo: nome Informação que caracteriza a acção: descrição, impacto no próprio e impacto nos outros Ao votar, ou se considera uma acção benéfica, ou prejudicial

28 Documento de partida Comandos a disponibilizar 28 Personalidade (Consultar personalidade) Consultar a personalidade de uma pessoa Informação que caracteriza a consulta: nome da pessoa Aborrecido (Descobrir mais aborrecido) Lista a pessoa mais aborrecida no Lista amigos (Listar pessoas por perfil) Lista todos os amigos com um determinado traço de personalidade dominante (por exemplo, lista todos os anjinhos) Informação que caracteriza a listagem: traço de personalidade comum às pessoas listadas Sair Termina o programa

29 Documento de partida Traço de execução 29 >Novo >Adiciona Fulano >Adiciona Beltrano >Adiciona Sicrano >Adiciona Beltrano Beltrano já existe >Faz Fulano Lava pratos >Faz Fulano Jardinagem >Adiciona Mais Um >Remove Mais Um >Faz Fulano Lava pratos Fulano já Lava pratos >Faz Beltrano Pinta grafitti >Faz Sicrano Pinta grafitti >Vota Fulano Lava pratos Bem Mal >Vota Fulano Lava pratos Bem Bem >Vota Fulano Lava pratos Bem Bem >Vota Fulano Jardinagem Bem Bem >Vota Beltrano Lava pratos Bem Bem Beltrano não Lava pratos >Vota Beltrano Pinta grafitti Mal Mal >Lista inteligente Fulano >Personalidade Beltrano Estúpido >Aborrecido Sicrano >Sair Adeus Acções do sistema: Criar rede social Criar pessoa Remover pessoa Criar acção Votar em accção Consultar personalidade Descobrir mais aborrecido Listar pessoas por perfil Sair

30 Documento de partida Entidades 30 Main Ler comandos Action Votar Obter descrição Obter benefício próprio acumulado Obter benefício alheio acumulado Tem 1 Tem várias Novo Adicionar pessoa Remover pessoa Adicionar acção Votar acção Consultar personalidade Listar pessoas Encontrar o mais aborrecido Tem várias Person Adicionar acção Votar acção Obter nome Obter personalidade Obter nível de aborrecimento

31 31 Implementando Como tirar partido das interfaces Java na resolução deste problema?

32 Documento de partida Esqueleto da classe Main 32 public class Main { // Comandos do utilizador private static final String QUIT = "Sair"; private static final String LIST = " Listar"; //... // Feedback dado pelo programa private static final String PROMPT = "> "; //... public static void main(string[] args) { //... interpreter(); } //...

33 Documento de partida Esqueleto da classe Main 33 } private static void interpreter() { fb = new Class(); Scanner in = new Scanner(System.in); String command = getcommand(in); while (!command.equalsignorecase(main.quit)) { //... Interpretar comandos aqui... command = Main.getCommand(in); } System.out.println(Main.BYE); } private static String getcommand (Scanner in) { // Mostrar opções do menu System.out.print(Main.PROMPT); return in.nextline(); }

34 Documento de partida Interface 34 public interface { // Constantes com códigos static final int OK = 0; static final int NO_FRIEND = -1; static final int NO_ACTION = -2; } void reset(); boolean addfriend(string name); boolean removefriend(string name); int dosomething(string name, String description); boolean vote(string name, String description, boolean goodforperson, boolean goodforothers); String mostboringfriend(); String personality(); PersonIterator iterator();

35 35 Esqueleto da classe Class public class Class implements { private static final int DEFAULT = 10; private Person[] friends; private int counter; private int current; Documento de partida public Class(){...} public void reset() {...} public boolean addfriend(string name) {...} public boolean removefriend(string name) {...} public int dosomething(string name, String description) {...} // continua...

36 36 Esqueleto da classe Class // Continuação da implementação Documento de partida public boolean vote(string name, String description, boolean goodforperson, boolean goodforothers){...} public String mostboringfriend() {...} public String personality(string name) {...} //Criação do iterador escondida do exterior da classe: public PersonIterator iterator() { return new PersonIterator(friends, counter); } // Métodos auxiliares: logo, são privados private int indexof(string name) {...} }

37 Documento de partida Interface Action 37 public interface Action { void vote(boolean goodforperson, boolean goodforothers); String getdescription(); int getselfbenefit(); int getotherbenefitscore(); }

38 Documento de partida Esqueleto da classe ActionClass 38 public class ActionClass implements Action { private String description; private int selfbenefitscore; private int otherbenefitscore; public ActionClass(String description){...} public void vote(boolean goodforperson, boolean goodforothers){...} public String getdescription(){...} public int getselfbenefit(){...} } public int getotherbenefitscore(){...}

39 Documento de partida Interface Person 39 public interface Person { // Constantes de perfis de personalidade static final int INTELLIGENT = 0; static final int ANGEL = 1; static final int BANDIT = 2; static final int STUPID = 3; } // Métodos da interface boolean addaction(string description); boolean vote(string description, boolean goodforperson, boolean goodforothers); String getname(); int getpersonality(); double getboredom();

40 Documento de partida Esqueleto da classe PersonClass 40 public class PersonClass implements Person { // Constantes INTELLIGENT, ANGEL, BANDIT e STUPID private String name; private Action[] myactions; private int counter; public PersonClass(String name) {...} public boolean addaction(string description) {...} public boolean vote(string description, boolean goodforperson, boolean goodforothers) {...} public String getname() {...} public int getpersonality(){...} } public double getboredom() {...}

41 Documento de partida Classe PersonIterator 41 public class PersonIterator { private Person[] friends; private int counter; private int current; // Travessia só avança se!= -1 } //Construtor com visibilidade mais restrita //para limitar tanto quanto possível o seu acesso PersonIterator(Person[] friends, int counter) { this.friends = friends; this.counter = counter; initialize(); } public void initialize() { if (counter!= 0) current = 0; else current = -1; } //...

42 Documento de partida Classe PersonIterator 42 public class PersonIterator { private Person[] friends; private int counter; private int current; // Travessia só avança se!= -1 //... public Person next() { Person next = null; if (hasnext()) next = friends[current++]; return return next; } public boolean hasnext() { return (current >= 0 && (current < counter)); } }

43 43 Implementação de interfaces e documentação

44 Documento de partida Implemente as suas classes 44 Escolha uma ordem que facilite o ensaio incremental da sua aplicação Evite deixar pontas soltas Lembre-se sempre da regra da versão estável Vá comentando o seu código à medida que o escreve A experiência mostra que comentários deixados para o fim acabam por não ser feitos, ou são feitos à pressa Comentar o cabeçalho dos métodos antes de os desenvolver obriga-o a pensar no que tem de fazer, antes de os começar a programar

45 Convenções de documentação 45 Escreva a documentação para as pessoas que vão ter de usar o seu código e mantê-lo Documente cuidadosamente a interface pública do seu código para que outros o possam usar de forma correcta e eficiente Documente cuidadosamente a interface privada e os detalhes de implementação internos, para que outros possam manter e melhorar o seu código

46 Três tipos de comentário, em Java 46 Comentário de documentação Começa em /** e termina em */ Comentário standard (estilo emprestado do C) Começa em /* e termina em */ Comentário de uma linha Começa em // e termina no fim da linha

47 Convenções de documentação 47 Assuma sempre que alguém completamente estranho ao seu código o vai ter de entender, mais cedo ou mais tarde! Se passar tempo suficiente, até o autor de código mal documentado terá dificuldade em o compreender Mantenha o seu código e comentários sincronizados Ambos fazem parte do produto, não menospreze nenhum dos dois Seja claro, conciso e preciso