Capítulo 3. Programação por objectos em Java

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1 Capítulo 3. Programação por objectos em Java 1/46

2 Índice Indice Qualificadores de visualização Classe Objecto Métodos Herança Reescrita de métodos Classes abstractas 2/46

3 Índice 3.1 Qualificadores de visualização Qualificadores de visualização Classe Objecto Métodos Herança Reescrita de métodos Classes abstractas 3/46

4 3.1 Qualificadores de visualização O que são qualificadores de visualização? Os objectos de uma classe acedem aos métodos e variáveis dos objectos de outras classes Os qualificadores de visualização: -Classificam o tipo de acesso que será permitido às variáveis e métodos -Permitem proteger as variáveis e métodos -Permitem o encapsulamento das variáveis e métodos As variáveis de um objecto protegidas apenas são acessíveis através dos designados acessors -Os acessors são constituídos por getters e setters -Esta técnica de protecção é a que se designa encapsulamento Privada á classe Setter publico Getter publico 4/46

5 3.1 Qualificadores de visualização O que são qualificadores de visualização? Classe: Métodos e variáveis definidos na classe são visíveis a outros métodos dentro da mesma classe. Package: Métodos e variáveis definidos na classe são visíveis a outras classes definidas no mesmo package. SubOut: Métodos e variáveis definidos na classe são visíveis pelas suas subclasses definidas noutro package Mundo: Métodos e variáveis definidos na classe são visíveis por todas as classes mesmo de outro package e sem relação entre si. 5/46

6 Índice 3.2 Classe Qualificadores de visualização Classe Objecto Métodos Herança Reescrita de métodos Classes abstractas 6/46

7 3.2 Classes Classe é um conjunto de objectos do mesmo tipo Definição de classe: -Molde ou modelo que define as variáveis e os métodos comuns a todos os objectos desse tipo A classe bicicleta definida anteriormente define: -Variáveis ou atributos (campos) como: velocidade, cadência do pedal e mudança. -Métodos como: mudar mudança, mudar cadência de pedal e travar. Ao declarar uma classe definem-se as suas características, que são: -Variáveis do objecto -Variáveis da classe -Métodos do objecto -Métodos da classe 7/46

8 3.2 Classes Sintaxe Classe: Sintaxe para definição da classe Qualificadores da classe: public abstract class nome [ extends nomepai ][ implements nomeinterface ]{ final Campos Métodos Qualificadores da classe: -Public: a classe pode ser publicamente acedida (os membros publicos da classe são disponibilizados em todo o programa). -Abstract: a classe não pode ser instanciada (normalmente porque alguns métodos são apenas protótipos) -Final: a classe não pode ter subclasses opcional Herança opcional Interface Na omissão do qualificador public uma classe é apenas acedida no pacote onde está definida. Uma classe pode ter mais do que 1 qualificador. No entanto não pode ser em simultâneo abstract e final 8/46

9 3.2 Classes Classe: Variáveis de classe e de objecto Qualificadores da variável: public private protected tipo nome [ = Expressão ] ; static final Qualificadores do atributo (variável) Visibilidade: opcional inicialização -public: Atributo acessível onde quer que a classe seja acessível -private: Atributo acessível apenas na classe -protected: Atributo acessível na classe, subclasses e classes no mesmo pacote static: atributo da classe (comuns a todos os objectos instanciados da classe) final: atributo constante. (Constante possui atributos static final) Com excepção dos qualificadores de visibilidade, uma variável pode ter mais que 1 qualificador 9/46

10 3.2 Classes Classe: Variáveis de classe e de objecto Variáveis de Objecto: Pertencem a cada instância do objecto. Só ocupam espaço depois de criados. (Não têm a keyword static) -Também existem métodos de classe (static) e objecto Variáveis independentes a cada objecto (Instância contabancaria) Saldo Titular ultimonumero Número Variáveis da classe (contabancaria) juro 10/46

11 3.2 Classes Classe: Variáveis de classe e de objecto Uma variável (atributo) de uma classe é acedido pelo operador ponto (. ) A forma de aceder á variável é: referência.atributo A referência é um identificador de: -Objecto, se o atributo não tiver o qualificador static. -Classe, se o atributo tiver o qualificador static: Exemplo: System.out.println(Contabancaria.titular) 11/46

12 3.2 Classes Métodos de objecto Os métodos definem a forma como o objecto interage com o mundo exterior (interfaces) -Os métodos de classe são definidos pela keyword static -Os métodos de classe podem (devem) ser acedidos directamente pela classe, mesmo que não tenha sido criada nenhuma instância (objecto) dessa classe. -Exemplo: ContaBancaria.obterJuro(); Método de objecto Método de classe 12/46

13 3.2 Classes Forma dos métodos alterarem variáveis Os métodos de objecto podem ler e alterar variáveis de objecto e de classe. Os métodos de classe (static) só podem ler e alterar as variáveis de classe -Os métodos de objecto alteram o estado do objecto. Os de classe o estado da classe Manipula variável de objecto (instancia ContaBancaria) Manipula variável juro da classe contabancaria 13/46

14 3.2 Classes Classes encadeadas Classes encadeadas Java permite a criação de classes encadeadas -Forma de agrupamento lógico das classes (se 1 classe apenas é util para outra, então é lógico embebê-la nessa classe e mantê-las em conjunto) -Aumenta o encapsulamento - Arruma melhor o código As classes encadeadas podem ser Exemplo: -Estáticas -> denominadas classes estáticas encadeadas (static nested classes) -Não estáticas -> denominadas classes interiores (inner classes) class OuterClass {... static class StaticNestedClass {... class InnerClass {... Classe estática (encadeada) Classe não estática (interior) 14/46

15 3.2 Classes Classes encadeadas Acesso a classes estáticas encadeadas (static nested classes) -Interage com as intâncias da sua classe exterior (outerclass) tal como outra classe top level -São acedidas da seguinte forma: OuterClass.StaticNestedClass -Os objectos das classes estáticas encadeadas são creados da seguinte forma: OuterClass.StaticNestedClass nestedobject nestedobject = new OuterClass.StaticNestedClass(); Classes não estáticas -As classes interiores (inner) estão associadas a uma instância da sua classe envolvente -Não podem definir nenhum método estático -Têm acesso directo aos métodos e campos da classe envolvente -São instanciadas da seguinte forma: OuterClass.InnerClass innerobject innerobject = outerobject.new InnerClass(); Instância da classe exterior Instância da classe interior 15/46

16 Índice 3.3 Objecto Qualificadores de visualização Classe Objecto Métodos Herança Reescrita de métodos Classes abstractas 16/46

17 3.3 Objecto Criar ou Instanciar um objecto Instanciar um objecto implica: Sintaxe: -A criação de uma variável que vai apontar para o objecto (Neste caso Objecto1) -A instanciação do objecto usando o comando new seguido de uma chamada ao método construtor da classe. Ident = new Classe( [ Expr [, Expr ]* ]) -Ident: referência par ao objecto a ser criado -Classe: Classe a que pertence o objecto -Expr: Parâmetros a passar ao construtor (opcional) Variáveis de objecto Exemplo: Criar 1 instância do objecto ContaBancaria representada pela variável Objecto1 ContaBancaria Objecto1 ; Objecto1 = new ContaBancaria(); Declaração obrigatória Construtor 17/46

18 3.3 Objecto Como o Objecto acede ás variáveis O Objecto acede às suas variáveis e ás da classe a que pertence e -Para aceder ás variáveis de objecto há que referir o nome do objecto, ponto (. ) e nome da variável Objecto1.numero=++ultimoNumero ; Objecto1.titular= Carlos ; Objecto1.saldo=234.5f; Objecto2.numero=++ultimoNumero ; Objecto2.titular= Maria ; Objecto2.saldo=543.2f; 18/46

19 Índice 3.4 Métodos Qualificadores de visualização Classe Objecto Métodos Herança Reescrita de métodos Classes abstractas 19/46

20 3.4 Métodos Métodos: Sintaxe para definição de métodos Qualificadores do método: public private protected tipo nome ( [Tipop IdentP ] * ) { Varialvel local Intrução abstract static final Qualificadores do método Visibilidade: Tipo de retorno do método (Int, float, String, etc.) -public: Método acessível onde quer que a classe seja acessível -private: Método acessível apenas na classe Opcional Tipo dos parêmetros do método Int, float, String, etc -protected: Método acessível na classe, subclasses e classes no mesmo pacote abstract: Método sem corpo. static: Método de classe final: Método que não pode ser redefinido nas subclasses 20/46

21 3.4 Métodos Métodos: Forma de aceder a métodos Um método de uma classe é acedido pelo operador ponto (. ) na forma A referência é um identificador de: -Objecto, se o método não tiver qualificador static. -Classe, se o método tiver qualificador static Chamada sucessiva referência.metodo(params) Um método pode retornar um objecto, ao qual se pode chamar outro método. Existem duas formas de chamar sucessivamente os métodos: -1 Guardar o objecto numa variável Classe var = obj.metodo1(); var.metodo2(); -2 Chamar directamente obj.metodo1().metodo2(); 21/46

22 3.4 Métodos Valor devolvido por um método Um método é uma função. Uma função retorna sempre um valor. Esse valor é um tipo: predefinido, apontador ou void (sem return) public boolean levantar(float quantidade) { if (saldo>=quantidade) { saldo = quantidade; return true; else{ return false; public void levantar(float quantidade) { if (saldo>=quantidade) { saldo = quantidade; obtersaldo(); else{ System.out.print( Não tem Saldo ); obtersaldo(); Devolve boolean (true False) Devolve void 22/46

23 3.4 Métodos Valor devolvido por um método Quando os parâmetros são do tipo pré definidos Resultado: Embora o método troca() faça a troca dos conteúdos das variáveis Os conteúdos das variáveis x e y definidas em main não sofrem alterações. O método trabalha com cópias das variáveis (duas novas) definidas localmente. 23/46

24 3.4 Métodos Valor devolvido por um método Quando os parâmetros são do tipo pré definidos -Variáveis do tipo predefinido (byte, int, float, ). Java guarda os seus valores na memória stack. -Variáveis do tipo Objecto também são guardadas na stack, mas o seu conteúdo é guardado na memória Heap. -Variáveis do tipo String Constantes são guardadas à parte numa memória denominada Dicionário de Strings. (Poupa espaço, pois se usarmos várias vezes estas strings constantes na mesma classe (e package) referencia sempre a mesma área de memória. - Quando passamos parâmetros para dentro de 1 método, esses valores são colocados na stack antes da chamada do método e lê-os da stack quando entra no método. Desta forma os valores que passam para dentro do método são sempre cópias de valores primitivos ou cópias de ponteiros. -Este facto é mostrado no exemplo anterior. O método troca () trabalha sobre cópia das variáveis e não sobre as variáveis definidas em main. 24/46

25 3.4 Métodos Valor devolvido por um método Quando os parâmetros são do tipo objectos conteúdo (Array) O valor do apontador é copiado para a. Ambos os apontadores referenciam o mesmo objecto. A alteração é feita no valor do objecto. Resultado: O método troca() recebe um apontador para o objecto. Esse apontador referencia o mesmo endereço de memória que a variável x do método main. No método troca() as chamadas ao array a, estão a provocar alterações no array x do método main. O conteúdo do array do método main é também alterado. 25/46

26 3.4 Métodos Valor devolvido por um método Quando os parâmetros são do tipo Objecto ou Array -O que passa para dentro do método é apenas uma cópia da referência (ou ponteiro) para esse objecto ou array. -Apesar de ser uma cópia o endereço de memória indicado pelo ponteiro referencia exactamente o mesmo Objecto ou array que foi passado para dentro do método -> O seu conteúdo é alterado directamente -No exemplo anterior, o método recebe um apontador para o objecto, em vez de receber os valores contidos no objecto. Sendo assim, essa alteração é reflectida em main() 26/46

27 3.4 Métodos Valor devolvido por um método Quando os parâmetros são do tipo objectos apontador a recebe o apontador de x e b o de y. Os valores de a e b trocam de apontadores x e y continuam a apontar para o mesmo Resultado: O que passa para dentro do método troca() são cópias dos ponteiros. Os valores dos ponteiros são trocados no método troca(). Essa alteração é apenas feita localmente e não é reflectida em main(). Não se está a trocar o conteúdo das variáveis x e y de main() mas sim o conteúdo das suas cópias a e b que inicialmente apontavam para os mesmo objectos. 27/46

28 3.4 Métodos Valor devolvido por um método Quando os parâmetros são do tipo apontadores -À semelhança do exemplo anterior, o que passa para dentro do método é apenas uma cópia da referência (ou ponteiro) para esse objecto. -No entanto, neste caso, o método troca() não altera os conteúdos das variáveis x e y. Os valores dos ponteiros são apenas trocados localmente no método troca(). A alteração não é reflectica em main(). -Neste exemplo, nem sequer podemos trocar os conteúdos dos objectos, pois a classe String não disponibiliza métodos para o fazer. 28/46

29 3.4 Métodos This A palavra reservada this Utilizada nos métodos para representar o objecto actual Permite distinguir um parâmetro de uma variável local Parâmetro Resultado: Variável de objecto Também permite enviar o objecto actual como argumento: Button.addAcionListener(this); 29/46

30 3.4 Métodos Overloading de métodos Overloading ou sobrecarga de métodos Overloading : Mecanismo que permite a declaração múltipla de métodos com o mesmo nome. -Em Java os métodos são identificados pela sua assinatura. -A assinatura é constituída pelo nome, número, tipo e ordem dos parâmetros Podemos ter vários métodos com o mesmo nome, desde com parâmetros diferentes (interessa a ordem e o tipo) -> Permite adicionar métodos que acrescentem novos comportamentos sem alterar os que já estão definidos public class Quadrilatero { public static void calculoarea(double lado) { System.out.println( A área do quadrado é + lado * lado); public static void calculoarea(double lado1, double lado2) { System.out.println( A área do rectângulo é + lado1 * lado2); public static void main(string[] srgs){ calculoarea(3.0); calculoarea(3.0, 4.0); Resultado: A área do quadrado é: 9.0 A área do rectângulo é: /46

31 3.4 Métodos Construtor O método construtor Permite instanciar (criar) um objecto da classe (Não é considerado um método) Permite inicializar as variáveis do objecto. Possui as seguintes características: -Tem o mesmo nome da classe -Nunca devolvem tipos (nem mesmo void). (Não declaramos o tipo de valor devolvido) -É invocado através da instrução new. -São normalmente utilizados para inicializar as variáveis de instância Uma classe pode ter mais do que um construtor. -O tipo e número de argumentos dado ao construtor, determinam qual o construtor a usar. Não é obrigatório definir um construtor na classe. -Na ausência de construtor, a classe herda o construtor por omissão. (construtor da classe Object) -O construtor por omissão tem um comportamento básico. Cria um novo objecto com todas as variáveis definidas na classe atribuindo-lhes valores pré-definidos pela linguagem JAVA 31/46

32 3.4 Métodos O método construtor public class Conta { /* Variáveis da classe */ private static long numproxconta = 0; protected long numconta; protected String dono; protected float quantia; /* Construtores */ Conta() { numconta = numproxconta +1 ; Conta (String s, float q) { numconta = numproxconta +1; dono = s; quantia = q; /* Métodos. */ Exemplo 1: Conta c1 = new Conta(); Cria um objecto c1 do tipo conta e atribui o valor 1 á variável numconta. Exemplo 2: Conta c2 = new Conta( Pedro, 100); Cria um objecto c1 do tipo conta, inicializando as variáveis dono e quantia. e atribui o valor 1 á variável numconta. 32/46

33 3.4 Métodos O método construtor Construtor por cópia Um construtor por cópia é um construtor que recebe como argumento um objecto do mesmo tipo que o objecto que vai construir, e constrói novo objecto com o mesmo estado do objecto recebido -Um construtor por cópia vai atribuir o valor das variáveis do objecto recebido ao objecto a ser criado:... /* Construtore por cópia */ Conta(Conta c) { numconta = c.numconta; dono = c.dono; quantia = c.quantia;... Os valores variáveis do objecto Conta são Copiados para o novo objecto criado 33/46

34 3.4 Métodos O método construtor Chamada explícita de outros construtores this(); -Um construtor pode fazer uma chamada explícita a outro construtor da classe através de this(); -Se o construtor tiver N parâmetros, estes devem ser passados na chamada explicita this(n1, N2,..) public class Conta { protected long numconta = 0; protected String dono; protected float quantia; Conta() { this("rui", 100); // É o mesmo que conta( Rui, 100); numconta = numconta+50; Conta(String s, float q) { dono = s; quantia = q ; numconta = numconta + 100; public static void main (String[] args){ Conta c1 = mew Conta(); System.out.println(c1.dono + " " + " " + c1.quantia + " " + c1.numconta); Construtor chamado Construtor faz chamada explicita ao outro construtor passando parâmetros -> this (N1, ); Resultado: Rui /46

35 Índice 3.5 Herança Qualificadores de visualização Classe Objecto Métodos Herança Reescrita de métodos Classes abstractas 35/46

36 3.5 Herança Mecanismo de Herança Permite á subclasse (filho) herdar métodos e variáveis (*) da super classe (pai) -Os qualificadores dos métodos da super classe também são herdados -A sub classe define o que é novo ou diferente -A sub classe estende as funcionalidades da super classe -Todas as classes são extensões da classe object (por omissão) (*) A sub classe herda todas as variáveis e métodos com visibilidade public ou protected, mas não os private das super classes. Funcionalidades da sub classe Os construtores não são métodos portanto não são herdados Só há herança simples de classes. Uma sub classe só pode ter uma super classe. Uma super classe pode ter várias sub classes Funcionalidades da super classe Herança consegue-se recorrendo à palavra reservada extends class MountainBike extends Bicycle { // Colocar aqui novos campos e métodos que definam a MountainBike 36/46

37 3.5 Herança Mecanismo de Herança Construtores em subclasses -> super(). super() permite que na subclasse se façam chamadas explícitas a construtores da super classe. super() ; super(n, N1, ) ; Chamada explícita ao construtor da super classe Chamada explícita ao construtor da super classe se este tiver N parâmetros Se nenhum construtor da superclasse for chamado na sub classe. É implicitamente chamado o contrutor sem argumentos da superclasse. Se a superclasse não tiver um construtor sem argumentos, é necessário chamar explicitamente um construtor da superclasse. 37/46

38 3.5 Herança Mecanismo de Herança Exemplo de chamada implícita e explicita de construtores da superclasse public class A { protected int a; A() { // Construtor a = 5; A(int var) { // Construtor a = var; public class DuplicaA extends A { DuplicaA() { // Construtor a *= 2; DuplicaA(int var) { // Construtor super(var); a *=2; Não é necessário chamar explicitamente super(), pois a super classe tem construtor sem argumentos e é implicitamente chamado. 38/46

39 3.5 Herança Mecanismo de Herança Exemplo de chamada implícita e explicita de construtores da superclasse public class A { protected int numero; A(int num) { // Construtor numero = num; public class B extends A { B() { // Construtor super(-1); B(int num) { super(num); B(int num, String str) { this(num); nome = str; É necessário chamar explicitamente super(), pois a super classe não tem construtor sem argumentos this() pode continuar a ser utilizado para chamar explicitamente o construtor da subclasse. 39/46

40 Índice 3.6 Reescrita de métodos Qualificadores de visualização Classe Objecto Métodos Herança Reescrita de métodos Classes abstractas 40/46

41 3.6 Reescrita de métodos Reescrita ou overriding de métodos O comportamento de um método da super classe pode não interessar à subclasse. A subclasse pode redefinir o método. Só tem que o re-escrever. -Neste caso os dois métodos (da super e da subclasse ficam disponíveis aos objectos da subclasse) Exemplo da disponibilidade de métodos da super classe: nome () ; super.nome () ; Invoca o método redefinido na subclasse. Invoca o método da super classe. super() permite invocar métodos das super classes 41/46

42 Índice 3.7 Classes abstractas Qualificadores de visualização Classe Objecto Métodos Herança Reescrita de métodos Classes abstractas 42/46

43 3.7 Qualificador abstract Classe abstracta quando reune características comuns a outras classes. Este tipo de classes é demasiado genérico Não pode ser instanciado. -Exemplo. Não faz sentido instanciar a classe veiculo, mas sim criar objectos de automovel, autocarro, moto O qualificador abstract pode ser usado em classes e em métodos. Quando um método é abstract toda a classe é abstract -A definição de um método abstract consiste na definição da sua assinatura, (nome e parâmetros) não tendo instruções. As suas subclasses são obrigadas a definir instruções dos métodos abstract senão terão que ser abstract. -Isto obriga a um mecanismo de condicionamento das subclasses, pois obriga-as a implementar os métodos abstract para serem instanciadas. 43/46

44 3.7 Qualificador abstract Classe abstracta Exemplo figura geométrica Em Java todas as classes são directa ou indirectamente extensões da classe OBJECT. Sempre que uma classe não usa a palavra reservada extends, torna-se uma extensão directa de OBJECT. As suas subclasses serão extensões indirectas de OBJECT OBJECT Classe abstracta Figura Geométrica sub classes: Triangulo Quadrilatero Circulo Pentágono instancias 44/46

45 3.7 Qualificador abstract Classe abstracta Exemplo figura geométrica Implementação da classe abstracta e subclasses Classe abstracta sub classes: abstract class FiguraGeometrica { int x, y;... void movepara(int newx, int newy) {... abstract void dezenha(); abstract void alteratamanho(); class Circulo extends FiguraGeometrica { void dezenha() {... void alteratamanho() {... class Quadrilatero extends FiguraGeometrica { void dezenha() {... void alteratamanho() {... 1 declarar a classe abstracta que providencia variáveis e métodos partilhados por todas as subclasses. Exemplo: Posição corrente (x e y) movepara(),... 2 declarar os métodos abstractos que necessitam de ser implementados por todas as subclasses 3 Cada classe não abstracta como Circulo ou Quadrilatero deverão implementar os métodos abstractos da classe abstracta 45/46

46 FIM 46/46