Programa do Módulo 2. Fundações do Modelo Objeto

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1 2.1 Programa do Módulo 2 Orientação a Objetos Conceitos Básicos Análise Orientada a Objetos (UML) Processo Unificado (RUP) Fundações do Modelo Objeto 2.2 Programação Orientada a Objetos: é um método de implementação no qual programas são organizados como uma coleção cooperativa de objetos, cada um deles representando uma instância de alguma classe, as quais pertencem a uma hierarquia de classes unidas através de uma relação de herança. Análise Orientada a Objetos: é um método de análise que examina os requisitos através de perspectivas de classes e objetos encontrados no vocabulário do domínio do problema. Projeto Orientado a Objetos: é um método de projeto que engloba o processo de decomposição orientada a objetos e uma notação para representar as características lógicas e físicas assim como os aspectos estáticos e dinâmicos dos sistemas. Um Modelo Orientado a Objetos deve oferecer obrigatoriamente os seguintes elementos: Abstração, Encapsulamento, Modularidade e Hierarquia, podendo também oferecer as seguintes características: Tipagem, Concorrência e Persistência. Object-Oriented Oriented Analysis and Design G. BBooch - 2nd edition - Addison-Wesley

2 O que é um Objeto? 2.3 Objetos permitem que se represente conceitos do mundo real no projeto de software Tudo que representa o pensamento, que é motivo ou matéria para a atividade do espírito. Informalmente um Objeto representa uma entidade física, conceitual ou de software. Entidade Física Entidade Conceitual Caminhão Processo Químico Entidade de Software Lista Ligada Objetos: Uma Definição Formal 2.4 Um objeto é uma entidade com identidade e uma fronteira bem definida que encapsula um estado e um comportamento. A estrutura e o comportamento de objetos similares é definido em sua classe comum. Estado Interno: uma memória interna (os atributos) onde os valores podem ser armazenados e modificados durante a vida do objeto; Comportamento: um conjunto de ações (operações) através das quais pode-se mudar o estado interno de um objeto e através das quais o objeto responde aos pedidos que lhe fazem os outros objetos; o estado de um objeto representa o resultado cumulativo de seu comportamento; Identidade: é a propriedade que distingue um objeto de todos os outros objetos. O conjunto estado interno e comportamento compõem o conceito de objeto Encapsulamento. O mecanismo utilizado para mudar o estado interno dos objetos é baseado em Mensagens. Atributos Operações Objeto &

3 Um Objeto tem um Estado Estado é uma das possíveis condições nas quais o objeto pode existir, é uma condição ou situação durante a vida do objeto, que satisfaz alguma condição, faz alguma coisa ou aguarda por um evento. O estado do objeto é normalmente implementado por um conjunto de propriedades denominadas atributos e pelas ligações que o objeto tem com outros objetos. O estado de um objeto normalmente muda durante o tempo. Name: J Clark Employee ID: Date Hired: July 25, 1991 Status: Tenured Discipline: Finance Maximum Course Load: 3 classes Name: J Clark Employee ID: HireDate: 07/25/1991 Status: Tenured Discipline: Finance MaxLoad: 3 Professor Clark 2.5 Um objeto tem um Comportamento 2.6 O comportamento determina como um objeto age ou reage. O comportamento visível de um objeto é modelado pelo conjunto de mensagens as quais ele pode responder (as operações que o objeto pode executar). Comportamento do Professor Clark Submit Final Grades Accept Course Offering Take Sabbatical Set Max Load SubmitFinalGrades() SetMaxLoad() AcceptCourseOffering() TakeSabbatical() Professor Clark

4 Um Objeto tem Identidade 2.7 Cada objeto tem uma identidade única, mesmo se seu estado for idêntico ao de outro objeto. Professor J Clark ensina Biologia Professor J Clark ensina Letras Princípios Básicos da Orientação a Objetos 2.8 Abstração Orientação a Objetos Encapsulamento Modularidade Hierarquia

5 Princípios Básicos da Orientação a Objetos 2.9 Elementos do Modelo Objeto: Abstração Denota as características essenciais de um objeto que o distinguem de todos os outros objetos e portanto oferece limites conceituais bem definidos, relativos a perspectiva do observador A abstração possibilita o gerenciamento da complexidade pois possibilita que o foco seja dirigido unicamente às características de uma entidade que a distinguem de todas as outras. Abstração Orientação a Objetos Encapsulamento Modularidade Hierarquia Object-Oriented Analysis and Design G. Booch -2nd edition - Addison-Wesley & Princípios Básicos da Orientação a Objetos Abstração: Exemplo 2.10 Estudante Professor Oferecimento do curso (9:00, Segunda Quarta Sexta) Curso (ex:. Álgebra)

6 Princípios Básicos da Orientação a Objetos Encapsulamento Abstração Orientação a Objetos É o processo de compartimentação dos elementos de uma abstração Estes elementos constituem sua estrutura e comportamento. Abstração e encapsulamento são conceitos complementares: a abstração representa o comportamento observável do objeto e o encapsulamento, a implementação que dá origem a este comportamento. O encapsulamento é também chamado de ocultamento da informação esconde-se os segredos de um objeto que não contribuem para a definição de suas características essenciais (seus dados e operações) Cliente só conhece a interface. Clientes não são influenciados por alterações na implementação e portanto alterações em uma operação não se repercutem no cliente Manutenção facilitada e menos onerosa. Encapsulamento oferece duas proteções: (a) evita que o estado do objeto seja alterado pelos clientes do mesmo modo que (b) o código do cliente pela implementação do objeto. Encapsulamento Modularidade Hierarquia 2.11 & Object-Oriented Analysis and Design G. BBooch -2nd edition - Addison-Wesley Encapsulamento: Exemplo 2.12 O Professor Clark deve ensinar 4 cursos no semestre. SetMaxLoad(4) A chave para o encapsulamento é o conceito de interface. Interfaces definem que a comunicação com o objeto se dá através de operações pré-definidas Os dados do objeto são acessíveis unicamente através das operações. SubmitFinalGrades() SetMaxLoad() Professor Clark AcceptCourseOffering() Name: J Clark Employee ID: HireDate: 07/25/1991 Status: Tenured Discipline: Finance MaxLoad:4 TakeSabbatical()

7 Princípios Básicos da Orientação a Objetos Modularidade É a propriedade que um sistema tem de poder ser decomposto em um conjunto de módulos coesos e fortemente ligados facilitando sua compreensão. Divide um sistema complexo em módulos menores e melhor gerenciáveis individualmente. Abstração Orientação a Objetos O conceito de Pacotes será utilizado para a implementação da modularidade. Encapsulamento Modularidade Hierarquia 2.13 & Object-Oriented Analysis and Design G. Booch -2nd edition - Addison-Wesley Princípios Básicos da Orientação a Objetos Modularidade: Exemplo 2.14 Divisão de um sistema complexo em módulo menores. Sistema de Controle Acadêmico Sistema de Pagamento Sistema de Cadastro de Cursos Sistema de Controle de Estudantes

8 Princípios Básicos da Orientação a Objetos Hierarquia É a categorização ou ordenamento de abstrações em uma estrutura do tipo árvore. Hierarquias permitem que se implemente ordenamentos que respeitam uma ordem particular, segundo uma perspectiva qualquer. A utilização de hierarquias permite que se defina abstrações mais descritivas e coesas com melhor alocação de responsabilidades. Abstração Orientação a Objetos Encapsulamento Modularidade Hierarquia Hierarquia é uma organização taxonômica que facilita que se reconheça semelhanças ou diferenças Object-Oriented Analysis and Design G. Booch -2nd edition - Addison-Wesley & Benefícios do Modelo Objeto 2.16 O modelo objeto permite a utilização das poderosas linguagens de programação orientadas a objetos. A utilização do modelo objeto encoraja, por suas características, a reutilização não somente do software mas de todo o trabalho de projeto. A utilização dos modelos objeto leva à produção de sistemas que são mais resistentes às mudanças. O modelo objeto utiliza conceitos naturais a maneira humana de pensar.

9 O que é uma Classe? 2.17 Uma classe é um padrão para uma categoria de itens estruturalmente idênticos e um mecanismo para criar estes itens, as instâncias, baseando-se neste padrão. Uma classe é a descrição de um conjunto de objetos que compartilham os mesmos atributos, operações, relacionamentos e semântica A classe agrega as características estáticas (os atributos) e dinâmicas (as operações) de suas instâncias. Um objeto único é simplesmente uma instância de uma classe. Uma classe é uma abstração que: Enfatiza as características relevantes enquanto; Suprime as outras características. Uma Classe Simples 2.18 Propriedades Nome Local Alunos Dias de aula Créditos # Vagas Hora início Hora de fim Classe Curso Comportamento Adicionar um estudante Suprimir um estudante Recuperar a lista Determinar se há vagas

10 Conceitos do Paradigma Objeto Generalização É uma relação do tipo generalização/especialização na qual os objetos de um elemento especializado (um filho) podem ser substituídos por objetos do elemento geral (o pai) [BOO99]. É uma maneira natural de modelar o mundo real (o Domínio da Aplicação) de maneira a fornecer um modelo conciso para a análise, o projeto e também para a implementação orientada a objetos. Este tipo de modelagem é implementada no paradigma de objetos através de uma estrutura hierárquica de classes, baseada em uma relação que é transitiva e antisimétrica entre classes e que é denominada Herança. A modelagem pode ser testada verificando se o elemento especializado é do tipo do elemento geral. Normalmente os termos generalização e herança são usados no mesmo sentido, mas uma diferenciação pode ser realizada: generalização é o nome do relacionamento enquanto herança é o mecanismo que implementa o relacionamento Conceitos do Paradigma Objeto Generalização: Herança Herança é o mecanismo através do qual elementos mais específicos incorporam a estrutura e comportamento de elementos mais gerais [BOO99]. Super-Classe (classe mãe ou classe base) Elemento mais geral utilizado para evitar as redundâncias de descrição. Sub-Classe (classe filha ou classe) Elemento mais específico utilizado para descrever as particularidades das classes. A sub-classe pode ser utilizada onde a super-classe é mas não o contrário. O processo de criação de super-classes é chamado Generalização e o de criação das sub-classes é chamado de Especialização. Quando se criam sub-classes partindo de uma super-classe emprega-se o conceito de herança A herança é portanto uma propriedade que possibilita a criação de uma classe partindo de outra classe. Atributos, operações e relacionamentos comuns devem ser representados no mais alto nível da hierarquia. O que é herdado: As sub-classes criadas herdam o estado (atributos e relacionamentos) e o comportamento (operações) da(s) super-classe(s) associada(s) (herança simples ou múltipla). As sub-classes podem incluir, alterar ou suprimir atributos, operações e relacionamentos da super-classe. 2.20

11 Conceitos do Paradigma Objeto 2.21 Polimorfismo O Polimorfismo é uma propriedade que caracteriza o compartilhamento de uma ação única através de uma hierarquia de classes Uma função pode agir sobre dados inteiros, reais, gráficos, etc. O polimorfismo permite que se esconda diferentes implementações de uma mesma operação sob a mesma interface Encapsulamento. A operação é definida em uma super-classe e o código é definido nas sub-classes. O mecanismo que suporta o conceito de polimorfismo é denominado Ligação Dinâmica ou Resolução Tardia ( Late Binding ). Conceitos do Paradigma Objeto Polimorfismo: Exemplo 2.22 financialinstrument.getcurrentvalue() getcurrentvalue() getcurrentvalue() getcurrentvalue() Stock Bond Mutual Fund

12 Conceitos do Paradigma Objeto 2.23 Mensagem Utiliza-se Mensagens com a finalidade de representar a comunicação entre um usuário e um objeto ou entre objetos. Uma mensagem é composta do nome do objeto que a receberá, de um seletor que representa o nome da operação que será executada e de parâmetros definidos pela assinatura da operação de destino. Após o envio de uma mensagem, o objeto receptor deve definir qual operação será executada segundo a interface de sua classe ou de uma das sub-classes desta classe Polimorfismo. Conceitos do Paradigma Objeto 2.24 Relações Instanciação: é uma relação existente entre um padrão e qualquer coisa que é definida a partir deste padrão Classe Objeto. Associação: é uma relação que descreve uma conexão entre classes ou entre objetos As associações podem ter atributos que as caracterizam. Alguns Métodos Orientados a Objetos MOO fazem uma distinção entre relações entre classes e entre objetos. Utilização: é uma relação que aparece nos MOO para representar relações do tipo cliente/servidor: o cliente depende do servidor para cumprir com suas responsabilidades: ele utiliza os serviços do servidor Envio de mensagens. Agregação: é uma relação do tipo todo-parte, onde o todo é composto de suas partes É uma relação transitiva e anti-simétrica. Este tipo de relação estabelece uma ligação entre um composto e seus componentes e é chamada também Relação de Composição.

13 Conceitos do Paradigma Objeto Histórico das Linguagens 2.25 Developing Software with UML B. Oestereich Addison-Wesley Conceitos do Paradigma Objeto O que é um objeto? Revisão 2.26 Quais são os quatro princípios da orientação a objetos? Descreva-os. O que é uma classe? Qual o relacionamento que existe entre classes e objetos? O que é um atributo? O que é uma operação? Defina polimorfismo. Forneça um exemplo de polimorfismo. O que é generalização?

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