Orientação a Objetos com Java. Prof. Rodrigo Paes

Transcrição

1 Orientação a Objetos com Java Prof. Rodrigo Paes

2 Objetivos Pré-requisitos Você já sabe programar! (c, c++, java, pascal, fortran, cobol, php...) Tempo para praticar Objetivos Se você não tem tempo para praticar depois das aulas não vai adiantar ficar no curso Aprender o básico da linguagem Java Aprender os conceitos de orientação a objetos Ao final deste módulo você ainda precisará Praticar, ler, praticar, ler... Referências Java Tutorial - Thinking in Java - Java API - Pág. Prof. Jaques Sauvé -

3 Parte I Java Mão na massa!!! (ainda sem orientação a objetos)

4 O primeiro programa!

5 Compilar! Comando javac

6 Executar Comando java

7 Tecnologia Java É uma linguagem De alto nível Processo de Desenvolvimento de Software: javac java É uma plataforma Ambiente no qual programas rodam Dois componentes Java Virtual Machine Java Application Programming Interface (API)

8 Tecnologia Java Portabilidade

9 Plataforma Java: Características Ferramentas de Desenvolvimento para Compilação Execução Monitoração Depuração Documentação Application Program Interface (API) Classes úteis Prontas para o uso Tecnologias de Deployment Java WebStart Java Plug-In Toolkits de Interface com Usuário Swing Java 2D Bibliotecas de Integração Acesso a Banco de Dados Manipulação de Objetos Remotos

10 Aplicação HelloWorld: Requisitos The Java SE Development Kit 6 (JDK 6) JDK não JRE (Java Runtime Environment) Editor de textos NotePad OU Integrated Development Environment (IDE) NetBeans Eclipse BlueJ JCreator JEdit

11 Voltando ao Hello World! package exemplo.java; Indica que o programa faz parte de um pacote O pacote pode conter vários programas Ajuda a organizar o seu programa Você organiza o seus arquivos em pastas, e os seus programas em pacotes

12 Voltando ao Hello World! Comentários Três tipos /* text */ Compilador ignora conteúdo entre /* e */ /** documentation */ Comentário de documentação (doc comment) Compilador ignora conteúdo entre /** e */ javadoc usa doc comments para gerar documentação // text Compilador ignora conteúdo do // até o final da linha

13 Voltando ao Hello World! Por enquanto, vamos esquecer: public class static class void Método Nome do programa: HelloWorld main Por enquanto equivalente a uma function, procedure...

14 Voltando ao Hello World! Note Java é Case-Sensitive: reconhece a diferença entre maiúscula e miníscula System.out.println Comando utilizado para imprimir

15 Um programa um pouco mais complicado Programa comprar ingressos Regras Se o comprador for estudante, só paga meia Compras acima de 50 reais ganham 10% de desconto O ingresso custa atualmente R$ 10,00 O programa deve Perguntar quantos ingressos devem ser comprados Peguntar quantos desses são ingressos de estudante Informar o total da compra e o total do desconto conseguido

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17 Declaração de variáveis, tipos básicos, entrada de dados, decisões import java.util.scanner; Declaramos ao Java que estamos utilizando alguma coisa externa ao nosso programa A classe Scanner int numeroingressos, numeroestudantes; Declaramos duas variáveis do tipo int Scanner scanner = new Scanner(System.in); Cria um scanner para ler os dados de entrada

18 Declaração de variáveis, tipos básicos, entrada de dados, decisões numeroingressos = scanner.nextint(); Lê um número inteiro da entrada e atribui o valor a variável numeroingressos

19 Declaração de variáveis, tipos básicos, entrada de dados, decisões if (numeroestudantes > numeroingressos) { Comando de decisão System.exit(0); Encerra o programa Operações aritméticas int numerointeiras = numeroingressos - numeroestudantes; double valorcompra = numerointeiras * 10 + numeroestudantes * 5;

20 O programa completo, de novo!

21 Perguntas Está bem escrito? Está claro? Está flexível? O que poderíamos melhorar?

22 O código... de novo! ausência de comentários Declaração de variáveis no meio do código O que são esses números???

23 Refactoring 1 C:\desenv\workspaceEclipse\Aulas\src\exemplo\java\Ingres so2.java

24 Refactoring 1 C:\desenv\workspaceEclipse\Aulas\src\exemplo\java\Ingres so2.java

25 E se Novos requisitos Imprimir o número da carteira de estudante de todos os estudantes? O preço do ingresso pode variar toda semana, nessa semana ele passa a ser R$ 15,00 Acabou o desconto para contas acima de 50 reais, exceto entre 14:00hs e 18:00hs, nesse período o desconto passa a ser de 15% independente do valor

26 Manutenção Evolutiva C:\desenv\workspaceEclipse\Aulas\src\exemplo\java\Ingres so3.java

27 Manutenção Evolutiva C:\desenv\workspaceEclipse\Aulas\src\exemplo\java\Ingres so3.java

28 O código Ingresso3.java possui bug Você consegue descobrir?

29 Arrays, uma pequena nota Referência (endereço de memória) ao local onde os dados se encontram Ponteiro implícito Não há suporte explícito ao uso de ponteiros Array Armazena um número fixo de valores de um tipo int[] anarray;

30 Recapitulando Java Linguagem Máquina Virtual Compilação e Excecução javac e java Criação de um programa main() Variáveis Decisão Repetição Operadores relacionais e aritméticos Entrada e Saída Constantes Convenções de código

31 Fortemente recomendado Ainda vamos ver mais a frente Classes e objetos Escopo Modificadores Tratamento de erros e exceções Inicialização e Construtores Não vimos e não vamos ver aqui em sala Tipos primitivos byte, short, int, long, float, double, char, boolean Operadores Aritméticos, Unários, Igualdade, Relacionais, Condicionais, Deslocamento de Bits, Atribuição Precedência de operadores Detalhes do IDE Portanto Eclipse, netbeans, intellij... Leia o tutorial da SUN Pratique sempre

32 Antes de entrarmos em orientação a objetos: Projeto Java no Eclipse

33 Características Gerais do Eclipse Software livre Código aberto Desenvolvido pela Eclipse Foundation Recursos provenientes de empresas IBM Rational Borland IDE com arquitetura baseada em plugins IDE Java é apenas um dos plugins; Possibilidade de desenvolver plugins para uso proprietário.

34 Criando Projeto: New Project

35 Criando Projeto: Java Project

36 Criando Projeto: Nome, Localização e Layout

37 Visualizando Projeto: Open Perspective

38 Configurando Projeto: Properties

39 Configurando Projeto: Java Build Path

40 Configurando Projeto: Add Library

41 Configurando Projeto: JRE System Library

42 Configurando Projeto: Installed JRE Environments

43 Configurando Projeto: Add JRE

44 Configurando Projeto: Select JRE

45 Configurando Projeto: JRE Libraries

46 Configurando Projeto: JRE Name

47 Configurando Projeto: Alternate JRE

48 Configurando Projeto: JRE 1.5.0_03

49 Configurando Projeto: Libraries

50 Criando Pastas: Pasta Existentes

51 Criando Pastas: New Folder

52 Criando Pastas: Pasta test

53 Criando Pastas: Pastas do Projeto

54 Criando Pacotes

55 Criando Pacotes: Pacote br.pucrio.inf.les.prds

56 Criando Pacotes: Pacotes

57 Criando Classes

58 Criando Classes: Classe Main

59 Criando Classes: Código da Classe HelloWorld

60 Compilando e Executando o Projeto

61 Outline do Projeto

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63 Exercício: Sintaxe e IDE Eclipse Escreva um programa que Entrada: ano no formato yyyy (ex: 1998, 2006,...) Saída: calendário do ano no formato: Exemplo: Dia da Semana, dia/mês/ano. Imprimir na Tela Entrada: 2006 Saída: Dom, 01/01/2006 Seg, 02/01/2006 Ter, 03/01/ Sab, 30/12/2006 Dom, 31/12/2006 Dica: use a documentação da JAVA API

64 Orientação a objetos

65 Objetivos Objetos do mundo real Comportamento dos objetos do mundo real Reificação e objetos de software "vivos" Interfaces de objetos Estado de um objeto (atributos e sua persistência) Classificação dos objetos Referências a objetos Identidade de objetos Encapsulamento Comportamento definido pela classe e pelos métodos Métodos como envio de mensagens Tratamento de erros com exceções

66 Abstrações C Assembly Arquitetura de um computador

67 Abstrações Nível de Abstração

68 Abstrações A complexidade da resolução de um problema é proporcional a: Qualidade e adequação das abstrações disponívels; Complexidade do domínio em si; Uma boa parte do trabalho do desenvolvedor é Fazer associações entre dois mundos O espaço do problema Construção, Banco, Energia... O espaço das soluções As linguagens de programação, as linguagens de modelagem, ferramentas...

69 No domínio de soluções O que tem se feito no domínio de soluções? LISP (programação funcional) Você deve transformar o seu problema em listas Você deve ver o seu problema como funções, evitado a manipulação de estados Prolog (programação lógica) Você deve transformar o seu problema em lógica e se adequar a um mecanismo de cadeia de decisões Programação Imperativa O problema é visto como uma sequência de manipulação de estados através de comandos Programação Estruturada C, PASCAL... Programação orientada a objetos Smaltalk, JAVA, C++

70 O que são os objetos? Vamos olhar para o mundo real Podemos ver um conjunto de objetos que se relacionam Carro Caixa Eletrônico Banco Conta Corrente Prancha de Surf Mangueira Jaqueira Bambu

71 O que são os objetos? Os objetos podem ser organizados em classes Carro Tem o meu carro, o carro do zé, o carro da maria... Caixa Eletrônico Tem o caixa do BB no Leme, o caixa do Itaú no Kennedy... Banco Banco Itaú na Puc, Banco itaú na orla de Pajuçara, Banco do Brasil na Bartolomeu Mitre Conta Corrente Note A minha conta no Itaú, a c/c do Lula... Existem vários carros de uma mesma classe Carro e assim por diante...

72 Não entendeu? Diferença entre classe e objeto A classe é um modelo O objeto é a concretização desse modelo

73 Atributos Objetos de uma mesma classe possuem atributos Embora esses atributos possam ter valores diferentes laranja 1T 230 km/h azul 1.5T 190 km/h cor peso velocidade máxima verde 800kg 120 km/h

74 Comportamento Objetos de uma mesma classe tem o mesmo tipo de comportamento... acelerar() freiar() acelerar() freiar() acelerar() freiar() acelerar() freiar()

75 comportamento... embora possam apresentar comportamentos diferentes acelerar() 500 m 7 s 11 s 20 s

76 Mas e o que isso tem a ver com software? Podemos usar essa idéia para o nosso domínio de solução Ou seja, desenvolver software usando a abstração de objetos Vantagens Agora estamos falando de coisas que são mais próximas do domínio do problema Mais alto nível, não estamos mais falando de abstrações mais próximas do computador Memória, registros, ponteiros... Mais na frente falaremos de outras Encapsulamento, facilidade de manutenção de código...

77 Objetos e Software Uma classe Lampada potencia ligada ligar() desligar()

78 Objetos Principais características Estado Representado por atributos Comportamento Representado por métodos Objeto de Software Bicicleta modelada como objeto

79 Objetos Métodos Operam estado interno do objeto Mecanismo primário para comunicação entre objetos Objeto pode Expor suas variáveis a outros objetos Esconder métodos de outros objetos Isso é feito na declaração dos atributos e métodos Encapsulamento Princípio fundamental da OO Esconde estado interno dos objetos Interação através de mensagens

80 Encapsulamento Benefícios Modularidade Código dos objetos escritos e mantidos independentemente do código de outros objetos Ocultamento de Informações Implementação interna escondida do mundo externo Re-uso de Código Objetos existentes podem ser reusados Fácil Plugabilidade e Debug Objetos problemáticos podem ser substituídos por outros equivalentes

81 Mensagens Mensagem Solicitação que um objeto execute um método Troca de mensagens entre objetos Forma de interação e comunicação Parâmetros Informações passadas através da mensagem Três componentes Objeto ao qual a mensagem é endereçada Nome do método a ser executado Parâmetros requeridos pelo método

82 Vamos usar um objeto

83 Classes Valor de Variáveis de Instância Fornecidos por cada instância da classe Variáveis e Métodos de Instâncias Acessados através da instância da classe Variáveis e Métodos de Classe Fazem parte da Classe Acessados através da classe ou da instância da classe

84 Herança Classes podem herdar estado e comportamento de outras classes Superclasse Ancestral direto de uma classe ou Quaisquer ascendentes dela Bicycle Subclasse Classe que deriva de outra classe Demais classes Herda variáveis e métodos Pode não ter acesso a eles

85 Herança Herança Múltipla Classe possui mais de uma superclasse direta Não suportado em Java Subclasses podem Adicionar novos atributos e métodos Sobreescrever métodos Implementação especializada para estes métodos Árvore de Herança ou Hierarquia de Classes Tão profunda quanto necessário Em geral, quanto mais abaixo na hierarquia Mais especializado é o comportamento de uma classe

86 Interface Contrato na forma de Coleção de métodos Declarações de constantes Quando uma classe implementa uma interface Compromete-se a fornecer implementação para todos os métodos declarados na interface Classe pode implementar múltiplas interfaces

87 Classe X Interface Tipo Conjunto de solicitações às quais ele pode atender O que o objeto é capaz de fazer Interface do objeto Promessa de serviços Classe Define Estado interno de um objeto Implementação de suas operações Como o objeto é implementado Implementação do objeto Cumprimento de uma promessa de serviços

88 Classe X Interface Sem compreender tipo e classe Não há como entender Herança de tipo Herança de implementação Herança de classe (de implementação) Define a implementação de um objeto em função da implementação de outro Mecanismo para compartilhamento de código Herança de tipo (de interface) Define quando um objeto pode ser utilizado no lugar do outro Cumpre a mesma promessa que o outro prometeu

89 Classe X Interface Herança de Classe Implementação da mesma forma que o outro implementa!!! Herança de Tipo Implementação do que o outro promete!!! Herança de Classe X Herança de Tipo A herança de implementação também implica herança de tipo!!!

90 Quando usar herança? O objeto é um tipo especial de... Transação Dispositivo Reserva Compra Mouse Teclado e não um papel assumido por! Pessoa Tripulante Passageiro Agente

91 Quando usar herança? O objeto nunca tem que mudar para outra classe! Dispositivo Um Tripulante de um vôo pode ser Passageiro de outro. Mouse Teclado Pessoa Um Mouse nunca vai se tornar um Teclado Tripulante Passageiro Agente

92 Quando usar herança? As subclasses não sobrescrevem métodos da superclasse (apenas adicionam!). Superclasse desenhar() testar() Sobrescreve tudo!? Pra que herdar??? Superclasse desenhar() testar() SubclasseA SubclasseB SubclasseA SubclasseB imprimir() executar() Novas funcionalidades... Compartilha código! desenhar() testar() desenhar() testar()

93 Polimorfismo Permite tratar objetos de classes derivadas como objetos das classes ascendentes Habilidade dos objetos de Pertencerem a diferentes tipos Para responder chamadas de métodos com o mesmo nome Cada um com uma implementação específica ao tipo Cliente não sabe o tipo exato do objeto Implementação em tempo de execução (late binding) Objetos precisam apresentar interface compatível com seus clientes

94 Relacionamentos Comunicação entre objetos Requer relacionamento entre eles Tipos de relacionamento Herança Associação Agregação Composição Dependência Delegação Seqüência de comunicação entre objetos Para a realização de um serviço

95 Relacionamentos entre Classes Herança Relacionamento entre itens gerais (superclasse) e itens mais específicos (subclasses). Por exemplo: em uma universidade, Comando e Matrícula Associação Objetos de uma classe vinculados a objetos de outra classe Por exemplo: no DAR de uma universidade, existem associações entre Turma e Aluno, Professor e Disciplina Agregação Indica um relacionamento todo-parte Um objeto parte pode fazer parte de vários objetos todo Por exemplo: Pedido e Item, Universidade e Curso

96 Relacionamentos entre Classes Composição Variante semanticamente mais forte da agregação Objetos parte só pertencem a um único todo Têm o tempo de vida coincidente com o todo Por exemplo: Notebook e Teclado, Window e Frame Dependência Utilização entre dois itens A alteração do item independente pode afetar o item dependente Por exemplo: Cliente e Fornecedor