Orientação a Objetos AULA 06

Transcrição

1 Orientação a Objetos AULA 06 Prof. Fabrício Martins Mendonça

2 Conteúdo da Aula ü Herança ü Sobrescrita e reescrita de métodos ü Sobrecarga ü Efeitos de Herança ü Polimorfismo 2

3 Um dos principais recursos da Orientação a Objetos. É uma forma de reutilização de software: Uma nova classe é criada utilizando outra como base. A nova classe herda membros de uma classe existente e a aprimora com capacidades novas ou modificadas. Com a herança os programadores economizam tempo de desenvolvimento reutilizando código de alta qualidade já testado e depurado. Ao criar uma classe, em vez de declarar membros completamente novos, pode-se fazer com que a nova classe herde membros de uma classe já existente. 3

4 A classe da qual são herdados os recursos é chamada de superclasse. A nova classe que herda recursos da superclasse é chamada de subclasse. A superclasse também é conhecida como classe base, assim como a subclasse também é conhecida como classe derivada. 4

5 Normalmente subclasses adiciona seus próprios atributos e métodos. Uma subclasse é mais específica que sua superclasse e representa um grupo de objetos mais especializados. 5

6 Outro exemplo: 6

7 A herança é um relacionamento do tipo é um. Tem distinção do relacionamento do tipo tem um. Em um relacionamento é um, um objeto pode ser tratado como um objeto de sua superclasse. Por exemplo, um objeto da classe Carro é um objeto da classe Veículo. Um relacionamento tem um representa composição. Por exemplo, um carro tem um motor - Um objeto da classe carro tem uma referência a um objeto da classe motor. 7

8 Hierarquia de classes: Superclasse direta: Herdada explicitamente - classe a partir da qual a subclasse herda explicitamente. Superclasse indireta: Qualquer classe acima da classe herdada direta. 8

9 Hierarquia de classes: Herança simples: Ocorre quando a subclasse herda de uma única superclasse direta. Herança múltipla: Ocorre quando a subclasse é derivada de mais de uma superclasse direta (Java não suporta herança múltipla). Na linguagem Java a hierarquia de classes inicia com a classe Object. Classe do pacote java.lang. Atributos e métodos que todas as classes herdam de Object. 9

10 Exemplo 1: Suponha o modelo de um funcionário dado pela classe Funcionario: Porém, pode haver distinção de informações e ações entre os funcionários de acordo com o cargo ocupado. Alguns funcionários podem ter informações além daquelas básicas para todos os funcionários. Por exemplo, um gerente. 10

11 Exemplo 1: 11

12 Exemplo 1: Um gerente possui informações além daquelas comuns a todos os funcionários, além de ter ações diferentes. 12

13 Exemplo 1: Será que precisamos mesmo de outra classe para o funcionário gerente? 13

14 Exemplo 1: Outra implementação para o problema seria ter a classe Funcionario mais genérica contendo os atributos senha e numerofuncionariosgerenciados. Se o funcionário não for um gerente, deixaríamos estes atributos vazios. Essa é uma possibilidade, mas poderíamos ter muitos atributos ociosos. Além disso, a classe Gerente tem o método autentica, que não faz sentido existir para um funcionário que não é gerente. Na orientação a objetos é possível relacionarmos classes de tal maneira que uma delas herda tudo o que a outra tem, que é a herança. 14

15 Exemplo 1: Na orientação a objetos é possível relacionarmos classes de tal maneira que uma delas herda tudo o que a outra tem, que é a herança. Neste exemplo, gostaríamos de fazer com que Gerente tivesse tudo que Funcionario tem, além de novas informações. Gostaríamos que Gerente fosse uma extensão de Funcionario. Afinal um gerente é um funcionário. Neste caso teríamos a classe Funcionario sendo a superclasse e a classe Gerente sendo a subclasse. 15

16 Superclasses e subclasses Frequentemente um objeto de uma classe também é um objeto de outra classe. Numa empresa um gerente é um funcionário. Em geometria, um retângulo é um quadrilátero. A classe Retangulo herda da classe Quadrilatero. Quadrilatero é a superclasse. Retangulo é a subclasse. Retangulo é um tipo específico de Quadrilatero, assim como Quadrado, Paralelogramo, Trapezoide etc. O inverso é falso: é incorreto dizer que Quadrilatero é um Retangulo. 16

17 Superclasses e subclasses Mais exemplos: Superclasse Aluno FormaGeometrica Financiamento Empregado ContaBancaria Subclasse AlunoGraduacao, AlunoPosGraduacao Circulo, Triangulo, Retangulo FinanciamentoCarro, FinanciamentoCasa CorpoDocente, FuncionariosOperacionais ContaCorrente, ContaPoupanca 17

18 Superclasses e subclasses Relacionamentos de herança formam estruturas hierárquicas do tipo árvore. Classes relacionadas por herança tornam-se afiliadas com outras classes. Em muitos casos uma classe é tanto uma superclasse como uma subclasse. Uma classe que herda membros de outra classe pode tornar-se uma superclasse e fornecer membros para uma subclasse... 18

19 Superclasses e subclasses 19

20 Superclasses e subclasses 20

21 Suponha a hierarquia de classes dada por: Poderíamos ter a classe Diretor estendendo a classe Gerente. Poderíamos ter a classe Presidente estendendo diretamente a classe Funcionario. Uma classe pode ter várias filhas, mas apenas uma mãe. O relacionamento entre as classes fica condicionado às regras de negócio onde o sistema será aplicado. 21

22 Herança no Java Para se realizar uma herança no Java utilizase a palavra reservada extends. A palavra extends é inserida após a definição da classe e seguida pelo nome da superclasse. 22

23 Modos de proteção: Os membros private de uma superclasse não são herdados pelas suas subclasses. Atributos privados da superclasse só podem ser acessados pelas subclasses através de métodos não privados da superclasse e herdados pela subclasse. O modificador protected oferece um nível intermediário de acesso entre public e private. Membros protected de uma superclasse podem ser acessados por membros da referida superclasse, membros de subclasses e membros de outras classes no mesmo pacote. 23

24 Modos de proteção: Membros public e protected de superclasses mantêm seus modificadores quando herdados por subclasses. Métodos de subclasses podem referir-se a membros public e protected das superclasses simplesmente utilizando os nomes dos referidos membros. No Java, a palavra-chave super é usada para referir-se a membros da superclasse. Quando um método da superclasse é sobrescrito na subclasse, o método da superclasse pode ser acessado utilizando-se o nome do método com a palavra-chave super. 24

25 Modos de proteção: Uma classe pode ser marcada com o atributo final para sinalizar que esta não pode ter classes filhas. Todos os métodos de uma classe final automaticamente se tornam finais. Pode ser útil para evitar falhas de segurança. Um método final não pode ser sobrescrito nem estendido por classes filhas. É possível ter um método final em uma classe não final. 25

26 Exercício 1: Escrever um código em Java utilizando herança que modele o relacionamento abaixo: 26

27 Exercício 2: Escrever um código em Java utilizando herança que modele o relacionamento dado por: 27

28 Algumas particularidades: Um problema com a herança é que uma subclasse pode herdar métodos que ela não necessita ou que não deveria ter. Mesmo quando um método é adequado para uma subclasse, frequentemente a subclasse necessita personalizar o método. A subclasse pode sobrescrever o método da superclasse com uma implementação adequada. 28

29 Sobrescrita/reescrita de métodos Suponhamos a classe Funcionario da hierarquia apresentada nos slides anteriores. Suponhamos agora que no fim do ano cada funcionário da empresa ganhe uma bonificação salarial. Porém, exceto um funcionário gerente, que ganha uma bonificação de 15% do valor do salário, todos os outros funcionários recebem 10% de bonificação. 29

30 Sobrescrita/reescrita de métodos 30

31 Sobrescrita/reescrita de métodos Neste exemplo a classe Gerente é exatamente igual à classe Funcionario. Desta forma a bonificação não condiz com a situação real da empresa. Uma possível solução para este problema seria inserir um novo método na classe Gerente por exemplo chamado getbonificacaogerente(). Mas desta forma teríamos dois métodos disponíveis na classe Gerente, confundindo bastante quem for usar a classe. No Java, quando herdamos um método, podemos alterar seu comportamento, podemos reescrever (reescrever, sobrescrever, override) este método. 31

32 Sobrescrita/reescrita de métodos 32

33 Sobrescrita/reescrita de métodos Quando reescrevemos um método, não é mais possível chamar o método herdado da classe mãe com o objeto da classe filha : o comportamento do método é realmente alterado. Mas é possível invocar o método herdado dentro da classe herdeira, para tanto deve-se usar a palavra-chave super. Suponha agora que a bonificação do Gerente é igual a de qualquer outro funcionário, porém é adicionado um valor de R$1.000,00 33

34 Deixa explícito no código que determinado método é a reescrita de outro herdado da superclasse. O é inserido acima do método reescrito. Na linguagem Java um termo iniciado é chamado de anotação. Existem diversas anotações disponíveis na linguagem Java. 34

35 Exercício 3: Um animal possui nome, comprimento, número de patas (padrão é 4), cor, ambiente e velocidade (em m/s) como atributos. Um peixe é um animal, tem 0 patas, seu ambiente é o mar (padrão), sua cor é cinzenta (padrão). O peixe ainda tem como característica: barbatanas e cauda. Um mamífero é um animal e seu ambiente é a terra (padrão). Um urso é um mamífero, tem cor castanho e seu alimento preferido é o mel. Implemente as classes Animal, Peixe e Mamifero. Todas as classes devem ter um método que apresenta os valores dos atributos. 35

36 Exercício 3 (continuação): Crie também uma classe que implementa o método main que cria um jardim zoológico dado por: Animal: Camelo, Comp.: 150 cm, 4 patas, Cor: Amarelo, Ambiente: Terra, Velocidade: 2.0 m/s Animal: Tubarão, Comp.: 300 cm, 0 patas, Cor: Cinzento, Ambiente: Mar, Velocidade: 1.5 m/s, Características: Barbatana e Cauda. Animal: Urso do Canadá, Comp.: 180 cm, 4 patas, Cor: Vermelho, Ambiente: Terra, Velocidade: 0.5 m/s, Alimento: Mel. 36

37 Sobrecarga Permite que uma classe contenha vários métodos com mesmo nome. Entretanto, a assinatura do método tem que ser diferente. A quantidade de métodos com mesmo nome é ilimitada, desde que cada um contenha uma assinatura diferente. O compilador define automaticamente qual versão do método deverá ser executada. É possível utilizar sobrecarga de construtores e métodos. Destrutores não permitem sobrecarga. 37

38 Sobrecarga O método println disponível em System.out possui várias sobrecargas: void println(); void println(object o); void println(string string); void println(boolean bin); void println(char c); void println(double d); void println(int i); 38

39 Sobrecarga O método min da classe Math possui várias sobrecargas: double min(double d, double d1); float min(float f, float f1); float min(int i, int i1); float min(long l, long l1); 39

40 Efeitos de Herança Vantagens: Evitar duplicação de código; Reutilização de código; Manutenção mais fácil; Extensibilidade de aplicação já existente. 40

41 Efeitos de Herança Quando queremos atribuir um objeto a uma variável o tipo do objeto deve corresponder ao tipo da variável. Agora que conhecemos herança a declaração de tipos pode ficar mais completa. Uma variável pode conter objetos de seu tipo declarado ou de qualquer subtipo de seu tipo declarado. 41

42 Efeitos de Herança E se a classe Carro fosse uma extensão de uma classe Veículo? E se também existisse a classe Bicicleta que também estendesse a classe Veículo? O tipo de uma variável (objeto) declara o que se pode armazenar. 42

43 Efeitos de Herança O tipo de uma variável (objeto) declara o que se pode armazenar. o o o Declarar uma variável do tipo Veiculo expressa que a mesma pode armazenar um veículo. Mas um carro ou uma bicicleta é um veículo. Se alguém dissesse que você poderia estacionar um veículo em uma garagem, você acharia aceitável estacionar um carro ou uma bicicleta. 43

44 Efeitos de Herança Nas linguagens orientadas a objeto podemos utilizar um objeto de uma subclasse onde um objeto da superclasse é esperado. O objeto da subclasse é um caso especial da superclasse. Exemplo: Se alguém solicitar uma caneta podemos perfeitamente atender entregando uma caneta tinteiro ou uma caneta esferográfica. Entretanto, fazer isso no sentido contrário não é permitido. Exemplo: Um veículo pode ou não ser um carro. Não sabemos. 44

45 Polimorfismo Do dicionário: O mesmo que polimorfia - Particularidade de certas substâncias que tomam formas muito diversas. Propriedade ou estado do que é polimorfo: 1. Que se apresenta ou ocorre sob formas diversas. 2. Que assume ou passa por várias formas, fases etc. 45

46 Polimorfismo Em Orientação a Objetos: Ø Princípio a partir do qual as classes derivadas de uma única classe base são capazes de invocar os métodos que, embora apresentem a mesma assinatura, comportam-se de maneira diferente para cada uma das classes derivadas. 46

47 Polimorfismo O mecanismo de herança permite a criação de classes a partir de outras já existentes. Ocorrem relações do tipo é um. A relação entre classes do tipo é um permite a existência de outra característica fundamental da orientação a objetos: Polimorfismo. O Polimorfismo ( muitas formas ) permite a manipulação de instâncias de classes que herdam de uma mesma classe ancestral de forma unificada. 47

48 Polimorfismo O polimorfismo permite que sejam escritos métodos que recebam instâncias de uma classe C que serão capazes de processar instâncias de qualquer classe que herde da classe C. Já que qualquer classe que herde de C é um tipo de C. Métodos são polimórficos quando seus operandos podem ser de mais de um tipo. 48

49 Polimorfismo Exemplo 1: 49

50 Polimorfismo Exemplo 1: 50

51 Polimorfismo Exemplo 1: O método imprimirdados() poderia também ser implementado na classe Figura e ser sobrescrito nas classes Circulo e Quadrado. 51

52 Polimorfismo Exemplo 1: Uma pequena alteração no método imprimirdados() acrescentando o termo instanceof. 52

53 Polimorfismo (Cont.) Exemplo 1: Um método pode ser polimórfico e sobrescrito simultaneamente. 53

54 Polimorfismo Polimorfismo estático ou sobrescrita: Se dá quando temos a mesma operação implementada várias vezes na mesma classe. A escolha de qual operação será chamada depende da assinatura dos métodos. Permite a existência de vários métodos de mesmo nome, porém com assinaturas ligeiramente diferentes. Polimorfismo dinâmico ou sobreposição: Acontece na herança, quando a subclasse sobrepõe o método original. A escolha de qual método será chamado depende do tipo do objeto que receber a mensagem. 54