Orientação a objetos. Programação. Orientada a Objetos. Orientação a objetos. Orientação a objetos. Abstração e encapsulamento

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1 Orientação a objetos Programação Orientada a Objetos Alexandre César Muniz de Oliveira Linguagens orientadas a procedimentos e linguagens orientadas a objetos Unidade de programação: funções e classes Objetos: dados + funções Apresenta um nível de abstração mais próximo ao mundo real Encapsula dados (atributos) e métodos (comportamentos) em objetos 2 Orientação a objetos Em uma L00 pura Uma variável é um objeto Um programa é um objeto Um procedimento é um objeto Um objeto é composto de objetos Exemplo do telefone celular É composto de outros objetos, entre eles bateria e botões A bateria é um objeto também, que possui pelo menos um outro objeto: carga, que representa seu estado Os botões implementam comportamentos 3 Orientação a objetos Abstração é mais facilmente aplicada através de classes de objetos Definição de novos tipos de dados de forma mais completa Inclui um repertório de funções que representam operações realiz áveis com os objetos daquele tipo Classes contêm dados bem como um conjunto de métodos que manipulam os dados Uma instância de um tipo básico é chamada variável; Uma instância de um tipo definido pelo usuário (como uma classe) é chamada objeto 4 Abstração e encapsulamento Abstração: Denota as características essenciais de um objeto que o distinguem de outros tipos de objetos e assim provê uma fronteira conceitual firmemente definida, de acordo com a perspectiva do observador. [Grady Booch] Foca o lado externo de um objeto. Destaca o comportamento (ou serviços) nativo do objeto. O comportamento essencial dos objetos é caracterizado por meio das operações que ele é capaz de realizar sobre ele mesmo ou sobre outros objetos A abstração de um objeto deve preceder à sua implementação. 5 Abstração e encapsulamento 6 1

2 Abstração e encapsulamento Encapsulamento: Nenhuma parte de um sistema complexo deve depender dos detalhes internos de outras partes [Booch] Encapsulamento é o processo de ocultar todos os detalhes de um objeto que não contribuem para suas características essenciais. Abstração e encapsulamento são conceitos complementares: Abstração foca o lado externo do objeto. O Encapsulamento impede os clientes de verem seu lado interno (onde o comportamento da Classes: Definem lógica estática Relacionamentos entre classes são definidos na programação e não mudam durante a execução Classes não existem no contexto da execução Uma classe representa vários objetos que ocupam espaço na memória, mas ela não existe nesse domínio A classe tem papel na criação dos objetos, mas não existe quando os objetos trocam mensagens entre si. abstração é implementado). 7 8 Objetos: São conceitos que têm estado (atributos), comportamento (métodos) e identidade (referência) Relacionamentos entre objetos são dinâmicos e podem mudar. O funcionamento da aplicação reflete a lógica de relacionamento entre os objetos, e não entre as classes. Vaca Mú Mimosa Pintada 9 10 Atributos: Cor Peso Sexo etc Métodos: Mugir Pastar Andar etc

3 13 Uma classe pode ser usada para conter a rotina de execução principal de uma aplicação iniciada pelo sistema operacional (método main) conter funções globais (métodos estáticos) conter constantes e variáveis globais (campos de dados estáticos) especificar e criar objetos (contém construtores, métodos e atributos de dados) Visibilidade (escopo) da classe: public indica que o conteúdo p úblico da classe pode ser usado livremente por outras classes do pacote ou de outro pacote private só é permitido seu uso para aninhar classes, fazendo com que uma classe seja interna a outra 14 Um único arquivo pode conter diversas classes, porém apenas uma delas pode ser definida como pública O nome do arquivo Java deve ter o mesmo nome da classe pública Obs: A Sun recomenda que nomes de classes sejam iniciados com uma letra maiúscula, para diferenciar nomes de objetos [mod] tipo nome ([tipo arg]) [throws exc]{ [mod]: zero ou mais modificadores separados por espaços Tipo: tipo de dados retornado pelo método Identificador: nome do método [arg]: zero ou mais argumentos, com tipo declarado, separados por vírgula [throws exceção]: declaração de exceções Controlando acesso aos atributos e métodos O acesso a atributos e métodos é controlado através de modificadores public, private e protected (posteriormente) Membros public permitem o acesso ao membro a partir de outras classes Membros private não permite à classes clientes ter acesso ao membro; somente a própria classe que contêm este membro pode acessá- lo. Restringir o acesso a membros através da cláusula private é chamado encapsulamento

4 Cada objeto tem valores específicos para seus membros O qualificador static em um atributo permite que o valor dele seja único para todas as instâncias de uma classe Funciona como se o membro fosse global para todos os objetos criados Atributos/métodos estáticos são também chamados de atributos/métodos de classe; class Pendulum { static float gravaccel = 9.80; class Pendulum { static final float EARTH_G = 9.80; Pendulum.gravAccel = 8.76; 21 Métodos estáticos, da mesma forma, podem ser acessados diretamente através da classe; Um método estático pode ser acessado somente por outro membro estático da classe Métodos estáticos não podem acessar diretamente variáveis de instância ou métodos de instância A qual instância está se referindo? 22 Exemplos Math.sqrt(), System.out.println () class Bird { static String [] getbirdtypes( ) { String [] types; // Create list return types; String [] names = Bird.getBirdTypes( );

5 2. Crie, e compile as seguintes classes Uma Pessoa tem um nome (String) Uma Porta tem um estado aberto, que pode ser true ou false, e pode ser aberta ou fechada Uma Construcao tem uma finalidade Uma Casa é uma Construcao com finalidade residencial que tem um proprietário Pessoa, um número e um conjunto (vetor) de Portas 3. Crie as seguintes classes Um Ponto tem coordenadas x e y inteiras Um Circulo tem um Ponto e um raio inteiro Um Pixel é um tipo de Ponto que possui uma cor Referência this e super This: Pode ser necessário que um objeto precise em algum momento referenciar a si mesmo Fica implícito caso seja acessado um método ou um atributo da própria classe Porém, para evitar o acesso errôneo a um parâmetro, por exemplo, e facilitar a leitura do código, é indicado o uso do identificador this Não pode ser utilizado em métodos static Utilizado também para invocar um determinado construtor de classe Referência this e super Superé usada para referenciar: os valores originais de variáveis ou as implementações originais de métodos sobrepostos Sobrecarga de métodos Sobrecarga de métodos Sobrecarga é um tipo de polimorfismo Um operador pode assumir mais de uma forma, dependendo do número e tipos de seus operandos (assinatura) 29 public class Sobrecarga { public static void main (String args[]) { System.out.println ( área de um quadrado + area(3)); System.out.println ( área de um retângulo + area(3,2)); System.out.println ( área de um cubo + area(3,2,5)); public static double area (int x) { return x * x; public static double area (int x, int y) { return x * y; public static double area (int x, int y, int z) { return x * y * z; 30 5

6 Quando um objeto é instanciado, seus atributos podem ser inicializados por um método construtor; Construtor é um método com o mesmo nome da classe e sem tipo de retorno definido São chamados apenas uma vez: na instanciação do objeto Nem sempre aparecem explícitos em uma classe: podem ser omitidos (o sistema oferece uma implementação default) Objeto obj = new Objeto(); Objeto obj = new Objeto (35, Nome ); 31 Pode haver vários em uma mesma classe, recebendo diferentes parâmetros São identificados pelo número e tipo de argumentos (assinatura) Construtor padrão não recebe argumentos Construtor cópia recebe os atributos de outro objeto da mesma classe 32 Atributos e inicialização estáticos: super() e this(): Todo construtor chama algum construtor de sua superclasse Por default, chama-se o construtor sem argumentos, através do comando supero (implícito) Pode-se chamar outro construtor, identificando-o através dos seus argumentos (número e tipo) na instrução supero supero, se presente, deve sempre ser a primeira instrução do construtor (substitui o supero implícito) 36 6

7 Se a classe tiver um construtor explícito, com argumentos, subclasses precisam chamá-lo diretamente Não existe mais construtor default na classe Escreva uma classe Ponto contém x e y que podem ser definidos em construtor métodos getx() e gety() que retornam x e y métodos setx(int) e sety(int) que mudam x e y 5. Escreva uma classe Circulo, que contenha raio inteiro e origem Ponto construtor que define origem e raio método que retorna a área método que retorna a circunferência use java.iang.math.pi (Math.PI) 6. Crie um segundo construtor para Circulo que aceite um raio do tipo int e coordenadas x e y Destrutores alocam recursos durante a inicialização dos objetos Para efetuar a liberação destes recursos podem ser utilizados destrutores de classe Destrutores são invocados quando um objeto é removido da memória Problema: em Java não é possível saber quando isto ocorrerá, por conta da coleta de lixo (garbage collection) Um destrutor deve ser implementado através do método: void finalize (); A coleta de lixo pode ser forçada através da chamada ao método System.gc() Pacotes Define grupos de classes Permite a existência de classes com o mesmo nome, pois seus pacotes as diferenciam Pacotes determinam uma estrutura de diretórios nos quais as classes devem estar inseridas

8 Pacotes Pacotes Criando um pacote: Definir pelo menos uma classe como pública (senão ela somente poderá ser usada por classes pertencentes ao mesmo pacote) Adicionar o comando package <nome-dopacote> no início da classe Compilar a classe, inserindo-a em sua correta estrutura de diretórios. Exemplo: Em um pacote chamado teste, os bytecodes devem estar dentro de um diretório chamado teste Programas que utilizam a classe devem importar seu pacote. Ex: import teste.*; Desenvolva três classes: Uma classe pneu que tenha características como a marca, tipo de pneu, etc. Uma classe motor que tenha características de velocidade em RPM, fabricante, status do motor (ligado / desligado) e funcionalidades para ligar e desligar o motor, verificar velocidade do motor, etc. Uma classe carro que tenha 1 motor e quatro pneus e que sejam definidas características para o carro (como o ano, modelo, fabricante, etc.) e funcionalidades (acelerar, mudar a marcha, freiar, etc.) 8. Escrever um TAD (Tipo Abstrato de Dados) de uma pilha genérica 45 8