Programação Orientada a Objetos HERANÇA E COMPOSIÇÃO

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1 Programação Orientada a Objetos HERANÇA E COMPOSIÇÃO Renato Dourado Maia Universidade Estadual de Montes Claros Engenharia de Sistemas

2 Unidade IV Unidade IV Herança e Composição: Herança simples. Composição. Combinando composição e herança. Herança múltipla. Polimorfismo e funções virtuais. Classes abstratas. Hoje trabalharemos o tópico Classes Abstratas. 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 2/20

3 Shape Instrument draw() adjust( ) Circ le Square Triangle Percussion Wind Stringed draw() draw() draw()() adjust( ) adjust( ) adjust( ) Brass Woodwind 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 3/20

4 As classes Shape e Instrument apresentadas no slide anterior são classes criadas apenas para servirem de base para uma hierarquia e para definir a interface que todas as classes derivadas na hierarquia devem seguir. Não tem sentido definir algumas de suas funções: O que seria draw() para uma Shape genérica? O que seria play() para um instrumento genérico? 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 4/20

5 Não faz sentido também declarar objetos dessas classes: devem ser utilizados ponteiros/referências. Os objetos concretos que vão ser instanciados são os elementos de verdade : Triangle, Percussion, etc Deve-se, então, avisar ao compilador que as classes base das hierarquias (Shape e Instrument) são abstratas! 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 5/20

6 Cria-se uma classe abstrata para gerar uma interface comum a várias classes: O objetivo é manipular objetos dessas várias classes por intermédio de uma interface comum. Para criar uma classe abstrata em C++ basta declarar uma função membro como virtual pura: virtual void draw() = 0; 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 6/20

7 Qualquer tentativa de declaração de um objeto de uma classe abstrata gera um erro de compilação. Entretanto, é permitido declarar referências e ponteiros para classes abstratas, desde que apontem para objetos de classes derivadas na hierarquia e que, nelas, as funções virtuais puras tenham todas sido definidas. Repetindo: cria-se uma classe abstrata quando se deseja manipular um conjunto de classes por intermédio de uma interface comum. 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 7/20

8 Quando se cria uma nova classe a partir de uma classe base abstrata, todas as funções virtuais puras devem ser implementadas ou a classe derivada também será abstrata. Lembrando: como não podem ser declarados objetos de uma classe abstrata, devem ser utilizados ponteiros e referências! 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 8/20

9 Instrument class Instrument { public: // Pure virtual functions: virtual void play(note) const = 0; virtual char* what() const = 0; virtual void adjust(int) = 0; }; // Rest of the hierarchy is the same... Percussion adjust( ) adjust( ) Wind adjust( ) Stringed adjust( ) Brass Woodwind 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 9/20

10 Qual é o propósito de se ter uma função virtual pura? Criar uma classe abstrata. Fazer com que as classes derivadas herdem somente a interface da função. Qual é o propósito de se ter funções virtuais (impuras)? Fazer com que as classes derivadas herdem a interface e uma implementação padrão para a função. 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 10/20

11 Qual é o propósito de se ter funções virtuais na classe base? Fazer com que as classes derivadas herdem a interface da função, além de uma implementação obrigatória. Nunca redefina uma função não virtual herdada, pois isso pode causar sérios problemas quando se está trabalhando com objetos por meio de ponteiros ou referências: o polimorfismo não funcionaria! HERANÇA DE INTERFACE HERANÇA DE IMPLEMENTAÇÃO 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 11/20

12 class Point { /*... */}; class Color{ /*... */}; class Shape { // Classe Abstrata Point center; Color col; public: Classes Abstratas Point where( ) const { return center;} void move( Point to) { center = to; /*... */ draw(); } virtual void draw( ) = 0 // Virtual pura virtual void rotate(float ang)= 0; // Também... virtual bool is_closed ( ) = 0; // Também }; class Circle : public Shape { real radius; public: void draw() { /*... */} void rotate (float) { } // Vazia, precisa definir a função pura bool is_closed( ) { return true;} Circle (Point p, int r); }; 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 12/20

13 Uma classe que não redefine uma função virtual pura continua abstrata, o que permite que a implementação seja construída em etapas: class Poligon: public Shape { public: bool is_closed( ) { return true; } // draw e rotate não foram redefinidas: Polígono é abstrata }; Poligon b; // Erro: declaracao de um objeto de classe abstrata class Irregular_polygon : public Poligon { vector <Point> lp; public: void draw(); void rotate(float); // Não se tem mais funções virtuais puras //... }; Irregular_polygon poly(alguns_pontos); // OK, se existir o construtor 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 13/20

14 Uma utilização importante de classes abstratas é no fornecimento de uma interface sem expor qualquer detalhe da implementação. Por exemplo, um sistema operacional poderia esconder os detalhes dos seus dispositivos físicos em uma classe abstrata: class Device { public: virtual int open(char*, int, int) = 0; virtual int close(int) = 0; virtual int read(int, char*, int) = 0; virtual int write(int, const char*, int) = 0; virtual int ioctl(int, int...) = 0; virtual ~Device(); // Destrutor virtual }; 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 14/20

15 Poderiam ser especificados drivers para dispositivos físicos como classes derivadas de Device e manipular uma grande variedade de drivers por intermédio da interface comum a todos eles: class Disk : public Device { public: int open(char*, int, int); int close(int); int read(int, char*, int); int write(int, const char*, int); int ioctl(int, int...); Disk(); ~Disk(); }; 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 15/20

16 Poderia também ser definida uma classe abstrata para os processos: class Proc { public: virtual int sleep (Sleepq*, int)=0; virtual void wakeup()=0; virtual int save_runstate()=0; virtual void resume_runstate()=0; virtual int send_msg(int)=0; Proc(int); Proc (Proc &); virtual ~Proc(); }; Pela introdução de classes abstratas, ficam disponíveis os mecanismos básicos para escrever um programa completo de forma modular, utilizando a interface das classes abstratas como os blocos de construção. LINDO! 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 16/20

17 Object Slicing Existe uma grande diferença entre passar uma referência para um objeto (ou o endereço de um objeto) e passar o objeto por valor para uma função! Se a função esperar receber um objeto do tipo da classe base, por cópia, e for passado um objeto da classe derivada, somente a parte base do objeto será copiada: O objeto é cortado! void h(animal a) ; Ave av; h (av);// o objeto av vai ser cortado : somente a sua parte // Animal vai ser passada para h... 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 17/20

18 Padrões de Projeto Template Method. Strategy. Observer. Ficam para uma próxima oportunidade! 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 18/20

19 Importante Esta apresentação é uma adaptação do material originalmente desenvolvido pelo professor Renato Cardoso Mesquita, do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Minas Gerais. 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 19/20

20 That's All Folks! 24/08/15 Programação Orientada a Objetos Renato Dourado Maia 20/20