Introdução à Programação Orientada a Objetos II

Transcrição

1 Introdução à Programação Orientada a Objetos II BCC Programação Orientada a Objectos(POO) Guillermo Cámara-Chávez Departamento de Computação - UFOP

2 Polimorfismo I Polimorfismo São comportamento diferentes, asociados a objetos distintos, pode compartilhar o mesmo nome; ao ser chamados por esse nome, será utilizado o comportamento correspondente ao objeto que é usado É a possibilidade de um mesmo método ser executado de forma diferente de acordo com a classe do objeto que aciona o método Os métodos envolvidos são chamados de virtuais, podem atuar em qualquer nível da hierarquia. 1/71

3 Polimorfismo II 2/71

4 Polimorfismo III Figura draw():void Retangulo Triangulo Circulo draw():void draw():void draw():void 3/71

5 Polimorfismo IV Tipos de polimorfismo Ad hoc: refere-se a funções que mudam seu comportamento dependendo do tipo de argumentos que recebem (sobrecarga de métodos o funções) v o i d E s c r e v e ( ) ; v o i d E s c r e v e ( i n t num ) ; v o i d E s c r e v e ( i n t num, s t r i n g nome ) ; 4/71

6 Polimorfismo V Paramétrico: permite que as funções e classes possam se escrever de forma genérica. Exemplo: C++ - templates e Java - Generics Subtipos: os subtipos de um tipo podem substituir o comportamento das funções do supertipo com sua própria implementação 5/71

7 Polimorfismo VI A seleção do método pode ser feita pelo sistema durante a execução (dynamic binding) Seja F o conjunto das figuras e f uma figura, vamos desenhar a figura Na Programação Estruturada escrevemos: para cada f em F faça case tipo(f): Ret^angulo: drawr(f) Tri^angulo: drawt(f) Círculo: drawc(f) Na POO escrevemos: para cada f em F do draw(f) 6/71

8 Relacionamentos entre classes I Classes possuem relacionamentos entre elas (comunicação) Compartilham informações Colaboram umas com as outras Principais tipos de relacionamentos Associação Agregação / Composição Herança Dependência 7/71

9 Relacionamentos entre classes II Uma Associação é o mecanismo pelo qual um objeto utiliza os recursos de outro A função da mesma é só mostrar o relacionamento ou dependência de uma classe com a outra 8/71

10 Relacionamentos entre classes III Agregação e Composição são tipos especiais de Associação; A associação de agregação é usada para indicar que um objeto colabora com outro. Pode ser uma associação simples Usa um / tem um : Uma pessoa usa um computador Ou uma acoplamento Parte de : O teclado é parte de um computador 9/71

11 Relacionamentos entre classes IV Uma empresa pode ter vários departamentos e um departamento também pode ou não existir em uma empresa 10/71

12 Relacionamentos entre classes V Um objeto agregado tem existência independente do objeto agregador O objeto agregado pode existir após eliminação do objeto agregador Exposicao tem-um Quadro Classe Agregadora Classe Agregada 11/71

13 Relacionamentos entre classes VI A classe Agregada faz parte da estrutura da classe Agregadora O objeto agregado é parte do objeto agregador (guardado em variável de instância 12/71

14 Relacionamentos entre classes VII Produto +codigo:int +descproduto:string +preco:float +quantidade:int +ListarDados():void Carrinho itens[]:produto +ExibeCarrinho():void +FecharCompra():float 13/71

15 Relacionamentos entre classes VIII A associação de composição é um tipo de associação de agregação com restrições na ligação entre parte e agregado A existência da parte depende da existência do agregado O agregado (todo) não existe (ou não faz sentido sem as partes Ou, as partes não existem sem o todo 14/71

16 Relacionamentos entre classes IX Um item de pedido não faz sentido existir sem um pedido, ou seja, dentro de um item de pedido sempre vou ter um pedido associado. 15/71

17 Relacionamentos entre classes X TabuleiroDeXadrez contém Casa Um tabuleiro de Xadrez é formado, composto por 32 casas pretas e 32 casas brancas 16/71

18 Relacionamentos entre classes XI Funcionario cpf:int nome:string datanascimento:date +ListarDados():void Empresa cnpj:int nome:string endereco:string ramo:string +visualizar():void Observe que não faz sentido ter funcionários, se não existir uma empresa onde eles possam trabalhar. Se a empresa deixar de existir, automaticamente ela deixará de ter funcionários. 17/71

19 Relacionamentos entre classes XII Identificar super-classe (geral) e sub-clases (especializadas) O relacionamento de herança define um relacionamiento do tipo é um Tudo o que a classe geral pode fazer, as classes específicas também podem Atributos e métodos definidos na classe-mãe são herdados pelas classes filhas 18/71

20 Relacionamentos entre classes XIII Pessoa nome:string Professor codigo:int Aluno matricula:int 19/71

21 Relacionamentos entre classes XIV Vantagens da herança O gráfico de herança é uma fonte de conhecimento sobre o domínio do sistema É um mecanismo de abstração usado para classificar entidades Mecanismos de reuso em vários níveis 20/71

22 Relacionamentos entre classes XV Classes de objetos não são autocontidas Não podem ser compreendidas sem referencia às super-classes O código da superclasse não estará disponível no código da subclasse É necessário que este bem documentado 21/71

23 Relacionamentos entre classes XVI Podemos pensar sobre herança como algo semelhante a funções Quando identificamos um trecho de código que se repete várias vezes, criamos uma função com aquele conteúdo Quando identificamos várias características em comum em um grupo de classes, podemos criar uma superclasse Objetivo: evitar redundância 22/71

24 Relacionamentos entre classes XVII Uma Dependência é uma forma fraca de relacionamento Tipo menos comum de relacionamento Identifica uma ligação fraca entre objetos de duas classes Uma classe depende de outra porque apenas em um momento específico ela a utiliza 23/71

25 Relacionamentos entre classes XVIII Classe independente em declarações de (existência durante a execução do método, i.e. temporária) Variáveis locais Parâmetros de métodos Conhecida como a relação knows about ( sabe sobre ou conhece ) 24/71

26 Relacionamentos entre classes XIX O método play da classe DVD-Player recebo como parâmetro uma instância da classe DVD-Midia 25/71

27 Relacionamentos entre classes XX A classe cliente depende de algum serviço da classe fornecedor A mudança de estado do fornecedor afeta o objeto cliente A classe cliente não declara nos seus atributos um objeto do tipo fornecedor Fornecedor é recebido por parâmetro de método Cuidado: a modificação da classe independente afeta a classe dependente 26/71

28 Classes Abstratas I Servem como modelo para outras classes que dela herdem Não podem ser instanciadas Para ter um objeto da classe abstrata é necessário criar uma classe mais especializada, então instanciar esse nova classe Permitem criar métodos gerais que recriam um comportamento comum, mas sem especificar como é feito Por exemplo, é definido que a classe Animal seja herdada pelas subclasses Gato, Cachorro, Cavalo, mas ela mesma nunca pode ser instanciada. 27/71

29 Classes Abstratas II A nível de código têm a particularidade que os métodos abstratos não têm corpo de implementação (somente é declarado o cabeçalho) e devem ser precedidos pela palavra chave abstract Os métodos da classe abstrata devem ser sobrescritos nas classes filhas Se uma classe contem um ou mais métodos abstratos, a classe é abstrata 28/71

30 Classes Abstratas III Figura calculararea():double calcularvolume():double Esfera Toda figura tem um método para calcular Área e Volume. A classe Esfera calcula sua área e volume calculararea():double calcularvolume():double 29/71

31 Interfaces I Interfaces representam: a parte pública de uma classe de objetos o comportamento padrão que deve ser apresentando por todas as classes que as implementam A interface de um objeto é o conjunto de operações públicas que ele pode realizar 30/71

32 Interfaces II Um objeto da classe Lâmpada, por exemplo, tem como interface as operações acender apagar Qualquer outra requisição feita a esse objeto será considerada inválida 31/71

33 Interfaces III interface Impressora interface Fax imprime():void transmite():string FaxImpressora imprime():void transmite():string 32/71

34 Interfaces IV Uma interface é semelhante a uma classe abstrata, pois ambas definem métodos que outras classes devem implementar Uma classe abstrata pode conter métodos abstratos que as classes que irão estendê-la devem implementar Uma interface define métodos que deverão ser implementados por classes que venham a implementar a interface Assim como classes abstratas, uma interface não pode ser instanciada 33/71

35 Interfaces V Classes abstratas podem conter métodos não-abstratos, que contêm implementação e que podem ser herdados e utilizados por instâncias das subclasses. As interfaces não podem conter nenhum método com implementação, todos os seus métodos são implicitamente abstract e public A diferença essencial entre classes abstratas e interfaces é que uma classe herdeira somente pode herdar de uma única classe (abstrata ou concreta) Qualquer classe pode implementar várias interfaces simultaneamente 34/71

36 Interfaces VI Interfaces são um mecanismo simplificado de implementação de herança múltipla Assim como uma classe B pode estender outra classe A, uma interface I 2 pode estender outra interface I 1. Desse modo, quando uma classe C implementar I 2, terá também obrigatoriamente que implementar os métodos definidos na interface I 1 35/71

37 Interfaces VII interface Interface1 metodo1() interface Interface2 metodo2() ClasseC metodo1() metodo2() 36/71

38 Interfaces VIII 37/71

39 Interfaces IX Uma interface estabelece uma espécie de contrato que é obedecido pelas classes que a implementam Sendo assim, quando uma classe implementa uma interface, garante-se que todas as funcionalidades especificadas pela interface serão oferecidas pela classe 38/71

40 Pacotes I Pacotes são um modo de organizar classes e interfaces Um programa pode ser formado por centenas de classes individuais Analogamente como a organização de arquivos em pastas, faz sentido organizar classes e interfaces relacionadas Diferentes linguagens de programação fornecem bibliotecas de classes 39/71

41 Análise e Projeto OO I Antes de escrever o código, é necessário analisar os requisitos (o quê) de seu projeto e propor uma solução (como) satisfatória Pode poupar muitas horas de trabalho e dinheiro Uma linguagem gráfica utilizada para comunicação de qualquer processo de análise e projeto OO é a Unified Modeling Language (UML) 40/71

42 Unified Modeling Language (UML) I É a representação gráfica mais utilizada para modelagem de sistemas orientados a objetos Adotado como padrão internacional em 1997 Define um conjunto padrão de notações gráficas 41/71

43 Unified Modeling Language (UML) II A versão 2.0 da UML oferece padrões de diagramas estruturais e comportamentais (de interação) Estamos interessados nos diagramas estruturais Especificamente nos Diagramas de Classes 42/71

44 Unified Modeling Language (UML) III Um diagrama de classes descreve a estrutura do sistema classes atributos métodos (operações) relação entre classes O elemento fundamental dos diagramas de classes é o ícone que representa uma classe 43/71

45 Unified Modeling Language (UML) IV O ícone é um retângulo dividido em três compartimentos: O mais acima representa o nome da classe O do meio representa os atributos O último representa os métodos 44/71

46 Unified Modeling Language (UML) V Em alguns diagramas, os dois últimos compartimentos são omitidos não são apresentados todos os atributos ou métodos apenas aqueles que são importantes para a finalidade do diagrama 45/71

47 Unified Modeling Language (UML) VI Visibilidade: para especificar a visibilidade de um membro de uma classe (atributo ou método) são usados as seguintes notações + público Acessível por todas as classes privado Acessível somente pela própria classe # protegido Acessível pela classe ou por subclasses 46/71

48 Unified Modeling Language (UML) VII Circulo raio:double -centro:ponto +area():double +circunferencia():double +setcentro(ponto):void +setraio(double):void 47/71

49 Unified Modeling Language (UML) VIII Note que cada atributo é seguido de : e depois os tipo de atributo Se o tipo for redundante ou desnecessário, pode ser omitido Da mesma forma, o valor de retorno é apresentado depois de cada método Os argumentos dos métodos podem ser apenas os tipos 48/71

50 Unified Modeling Language (UML) IX Além de descrever classes, a UML pode ser usada para descrever relacionamentos entre classes Composição Herança Agregação / Associação Dependência Interfaces Esses relacionamento são descritos por linhas conectando classes 49/71

51 Unified Modeling Language (UML) X Cada extremidade da uma linha de define um relacionamento entre classe pode possuir um valor de multiplicidade Pode ser um valor fixo: 1; Pode ser um intervalo: [0... 3] O * significa vários No máximo um 0... zero ou muitos, pode haver vários objetos envolvidos no relacionamento 1... Um ou muitos, pelo menos um objetos está envolvido 50/71

52 Unified Modeling Language (UML) XI Para representar a composição, ligamos duas classes por uma linha que contém Um diamante preto do lado da classe que contém uma instância da outra Apenas a linha do lado da outra classe Time nome:string Jogador posicao:string 51/71

53 Unified Modeling Language (UML) XII VeiculoMotorizado Motor Um VeiculoMotorizado contém um Motor 52/71

54 Unified Modeling Language (UML) XIII Livro 1...* Capitulo Livro contém um ou mais Capítulos 53/71

55 Unified Modeling Language (UML) XIV A Herança é representada por uma linha contendo uma seta triangular Identificar super-classe (geral) e subclasse (especializadas) Semântica é um Tudo que a classe geral pode fazer, as classes específicas também podem Do lado da subclasse temos apenas a linha 54/71

56 Unified Modeling Language (UML) XV Forma + desenhar() + apagar() Círculo é uma Forma Ponto é uma Forma O nome da classe e os métodos em itálico indicam que são abstratos Circulo Ponto 55/71

57 Unified Modeling Language (UML) XVI Para representar uma Agregação, ligamos duas classes por uma linha contém Um diamante branco do lado da classe que contém uma instância da outra Apenas a linha do lado da outra classe A multiplicidade é sempre 1 para a classe que representa o todo Modela uma relação parte de 56/71

58 Unified Modeling Language (UML) XVII Lagoa * Pato Lagoa tem vários Patos 57/71

59 Unified Modeling Language (UML) XVIII Casa codigo:int cor:string endereco:string qt comodos:int + contruir():void * Tijolo peso:float marca:string datafabricacao:date + empilhar():void Uma casa é feita de tijolos (relação todo-parte) 58/71

60 Unified Modeling Language (UML) XIX Carro Porta 1..* Casa 2..* Todo Parte 59/71

61 Unified Modeling Language (UML) XX Representamos uma Associação por uma linha que pode ser nomeada Podemos utilizar um nome para os papeis Provavelmente a referencia será um ponteiro ou algo do tipo 60/71

62 Unified Modeling Language (UML) XXI Pessoa assinante 0.. * assina assinada 0.. * Revista 61/71

63 Unified Modeling Language (UML) XXII Cliente registro * locados DVD titulo 62/71

64 Unified Modeling Language (UML) XXIII Às vezes o relacionamento entre duas classes é muito fraco Representado por uma reta tracejada entre duas classes Não são implementados por atributos que as una Ao invés disto, pode ser implementado apenas através de parâmetros de métodos 63/71

65 Unified Modeling Language (UML) XXIV Funcionario titulo DVD + locar(funcionario func) 64/71

66 Unified Modeling Language (UML) XXV Uma Interface é representada de forma parecida com uma classe Não possui atributos e usa um estereótipo, palavra entre << e >> O estereótipo <<interface>> denota uma interface Seus métodos devem ser públicos e abstratos Identificador em itálico denota métodos abstratos 65/71

67 Unified Modeling Language (UML) XXVI interface Figura + calculararea():double Quadrado lado:double + calculararea():double Circulo raio:double + calculararea():double) Como a classe Quadrado implementa a interface Figura, então, o método calculararea() deve obrigatoriamente ser implementado 66/71

68 Exemplo I Um Estudante pode ser um aluno de uma Disciplina e jogador da Equipe de Futebol Cada Disciplina deve ser cursada por no mínimo 1 aluno Um aluno pode cursar de 0 até 8 disciplinas 67/71

69 Exemplo II EquipeFutebol time 1 compete jogador Estudante 1..* aluno 0..8 participa disciplina Disciplina 68/71

70 Exemplo III Emissão de extrato de multas de transito 69/71

71 Exemplo IV PoliciaTransito emite 1 * ExtratoMulta id:long descripcao:string aconteceu:date 1..* 1 Infrator nome: string id:long Policia id:long nome:string rank:int reporta 1..* Infracao id:long descricao:string 70/71

72 FIM 71/71