Programação Orientada por Objectos - Aula 1

Introdução à programação orientada por objectosClasses, objectos e referências (revisão)Modularização em pacotesOrganização em ficheiros e directórios

Forma Instâncias de tipos escalares ou matriciais

Instruções organizadas em estruturas de controlo

Sem modularização

Melhorias Melhora estruturação do fluxo de controlo dos programas

Possibilita raciocínio formal acerca de programas

Aumenta legibilidade dos programas face ao passado (programação “esparguete”)

2008/2009 Programação Orientada por Objectos 2

Organização do código em módulos, i.e., “cápsulas” com objectivos bem definidos contendo uma implementação oculta e expondo ao exterior uma interface. A modularização favorece a abstracção.

Forma Instâncias de tipos escalares ou vectoriais Instruções organizadas em estruturas de controlo Instruções e estruturas de controlo organizadas em rotinas

Modularização em rotinas Funções – Devolvem resultado de um cálculo Procedimentos – Agem sobre dados, modificando-os

Melhorias Possibilita encapsulamento Facilita reutilização Melhora localização de erros e facilita manutenção Possibilita maximização da coesão e minimização das ligações

28-02-2010 Programação Orientada para Objectos 3

Forma Instâncias de tipos escalares ou vectoriais, ou de TAD (tipos abstractos

de dados) Instruções organizadas em estruturas de controlo Instruções e estruturas de controlo organizadas em rotinas Rotinas relacionadas organizadas em TAD

Modularização TAD – Conjunto de dados e operações Operações – Rotinas que operam sobre instâncias de TAD

Melhorias Melhora encapsulamento (dados e operações relacionadas) Possibilita ocultação dos dados Muda perspectiva sobre os problemas


Forma Instâncias de classes (objectos), de tipos escalares ou vectoriais, ou de TAD

(tipos abstractos de dados) Instruções organizadas em estruturas de controlo Instruções e estruturas de controlo organizadas em rotinas Rotinas relacionadas organizadas em TAD Operações relacionadas organizadas em classes

Modularização Classes – Modelos para objectos com um dado comportamento TAD – Conjunto de dados e operações Operações – Rotinas que operam sobre instâncias de TAD Métodos – Implementação das operações

Melhorias Introduz noções de extensão e especialização Muda drasticamente perspectiva sobre os problemas


Paradigmas usados Programação estruturada – Controlo de fluxo Programação procedimental – Rotinas Programação centrada nos dados – TAD e operações

Vantagens Melhor modularização Melhor encapsulamento Maior possibilidade de reutilização Possibilidade de extensão e especialização Maior expressividade Maior flexibilidade Maior robustez


Interface: Operações – Implementadas em um ou mais

métodos

Propriedades – Podem ou não ser implementadas usando atributos

Implementação Métodos – Implementação de operações

Atributos – Dados que fazem parte da implementação da classe


Tudo (ou quase) são objectos

Objectos têm responsabilidades, comportamentos e propriedades

Organização de programas reflecte realidade…

…mas os objectos são personalizados2008/2009 Programação Orientada por Objectos 8

Na linguagem usada pelos programadores é muito comum e útil a prosopopeia. Por exemplo, “depois pede-se o nome ao aluno” corresponde a student.name() ou student.getName().

Análise do problema Que objectos existem? Que responsabilidades têm? Como colaboram? Como classificar os objectos?

Desenho da solução Que classes definir? Que objectos construir? Que responsabilidades lhes atribuir? De que forma os fazer colaborar?


Classes▪ São tipos

▪ São modelo ou projecto para construção de objectos com características comuns

▪ Declaram-se ou definem-se

▪ Definem conjunto de possíveis objectos

▪ Exemplos: humano, carro

Objectos▪ São instâncias de classes

▪ Constroem-se

▪ Exemplos: Manuel Silva, o carro do Manuel Silva


Tipos de referência

Identidade é relevante

Igualdade usualmente não é relevante

Tipos de valor

Igualdade é relevante

Identidade não é relevante


Classes Java.

Tipos primitivos em Java.

Definem conjunto de características (propriedades e operações) comuns a todas as suas instâncias.


Car

- licenseNumber : String- model : String- yearBuilt : int- lastInspectionDate : Date

+ getLicenseNumber() : String+ getModel() : String+ getLastInspectionDate() : Date+ getYearAge() : int+ getNextInspectionDate() : Date+ isInspected() : boolean+ setInspectedToday()

Propriedades

Operação

imp

lem

en

taçã

oin

terf

ace

Instâncias de uma classe com valores específicos nos seus atributos e, por isso, com propriedades bem definidas.


johnsCar : Car

licenseNumber = 00-aa-00model = VW-GTI-TDI-SLKyearBuilt = 2005lastInspectionDate = 2009-11-20

Operações Parte da interface da classe Invocam-se

Métodos Parte da implementação da classe Executados quando se invoca a operação

correspondente

Uma única operação pode ser implementada por vários métodos


Como? Usando polimorfismo de subtipos, que se verá mais tarde.

Inicializam objectos quando estes são construídos

Colocam objectos num estado inicial válido (cumprindo o a condição invariante de instância)


Modificadoras – Alteram o estado do objecto e possivelmente do resto do programa ou seu ambiente (são procedimentos)

Não modificadoras – Não alteram o estado do objecto

Inspectoras – Devolvem uma qualquer propriedade do objecto e não têm efeitos laterais (são funções)

“Alter-modificadoras” – Alteram o estado do programa ou do seu ambiente sem alterar o objecto (são procedimentos)


Cada operação deve ter um objectivo (uma função) único e bem definido

Operações inspectoras – Nome reflecte aquilo que devolvem

Outras operações – Nome reflecte a acção que realizam

Uma operação não deve tentar ser simultaneamente inspectora e modificadora (função e procedimento)


Classes são “pseudo-objectos” fábrica das suas instâncias

“Pseudo-objectos” fábricas têm características de classe

Em Java declaração de atributos e métodos de classe precede-se do qualificador static

Boas práticas Evitar características de classe! Usar apenas para definir constantes!

Exemplo Math.PI


Por oposição às características de instância.

Car johnsCar = new Car("00-aa-00", …);Car janesCar = johnsCar;Car fredsCar = new Car(johnsCar);


Construtor por cópia!

Hmmm…. Mesma matrícula??

johnsCar, janesCar : Car

licenseNumber = 00-aa-00…

fredsCar : Car


Car johnsCar = new Car("00-aa-00", …);Car janesCar = johnsCar;Car fredsCar = new Car(johnsCar);


johnsCar : «ref» Car

: Car


: Car


janesCar : «ref» Car

fredsCar : «ref» Car

Referências: Objectos:


johnsCar : Car

licenseNumber = 00-aa-00model = VW-GTI-TDI-SLKyearBuilt = 2005lastInspectionDate = 2009-11-20

Car

- licenseNumber : String…

+ getLicenseNumber() : String…

Nome

Atr

ibu

tos

Op

eraç

ões

Acesso Nome do objecto

Atr

ibu

tos

Valores dos atributos

Classe variável;

variável = null;

Classe outraVariável = null;

Classe aindaOutraVariável =new Classe(…);


Inicialização da referência com o valor especial null, que indica que referência não referencia qualquer objecto.

Declaração da referência variável, não inicializada, capaz de referenciar objectos da classe Classe.

Construção de um novo objecto e de uma referência que o referencia.

Construção de uma referência com valor inicial nulo.

Co

nst

ruçã

o d

a re

ferê

nci

a

Atenção! Os tipos primitivos do Java (int, float, char, etc.) são tipos de valor. Não há referências para eles. As variáveis declaradas são uma instância do tipo primitivo. Por exemplo:

int anInteger;

anInteger = 10;

int anotherInteger = 20;

Construção do novo objecto

Co

nst

ruçã

o d

a re

ferê

nci

a

Usa-se operador . (ponto)

Objecto (característica de instância)

referênciaParaObjecto.característica

Classe (característica de classe)

Classe.característica


Se a referência for nula (null), é lançada a excepção NullPointerException.

Tudo o que pode ser privado, deve ser privado!

Regras gerais

Todos os atributos devem ser privados

Os construtores são usualmente públicos


As constantes, pelo contrário, podem e muitas vezes devem ser públicas.

Interface Operações e métodos não privados Constantes não privadas

Implementação Operações e métodos privados Atributos privados Corpos dos métodos

Contrato Pré e pós-condições das operações e métodos

Manual de utilização Comentários de documentação da classe Comentários de documentação de cada característica pública


não privado ≠ público

etc.

Características ou membros podem ser private – acesso apenas por outros membros da

mesma classe

package-private (sem qualificador) – adicionalmente, acesso por membros de classes do mesmo pacote

protected – adicionalmente, acesso por membros de classes derivadas (a ver nas próximas aulas)

public – acesso universal


Ace

ssib

ilid

ade

cres

cen

te Há promiscuidade entre objectos da mesma classe! Cuidado!

Que é isto? Próximo diapositivo…

Pacote Pacote


Classe

Rotina

RotinaRotina

Classe

Rotina Rotina

Rotina

Classe

RotinaRotina

RotinaRotina

Classe

Rotina

Rotina

Classe

Rotina

Rotina

Rotina

Rotina

Conjuntos de classes com relação lógica forte entre si

Exemplos java.util org.junit

Convenções de nomes Só minúsculas Sem separação entre palavras Abreviaturas e siglas aceitáveis Primeiros elementos são nome DNS invertido (e.g., pt.iscte) Restantes elementos podem designar unidades organizacionais

(e.g., pt.iscte.dcti.poo)


Interface

Classes públicas

Membros não privados de classes públicas

Implementação

Para além da implementação das classes…

… todas as classes privadas de pacote (package-private)


java lang util

org junit omg

pt iscte

▪ dcti▪ ip games

▪ poo

Hierarquia aberta Não têm declaração isolada

Cada ficheiro .java declara o pacote a que pertence


package pt.iscte.dcti.poo

class Game {…

}

Game.java

package pt.iscte.dcti.poo

class Player {…

}

Player.java

Relevante quanto a nomes

Organização lógica (como directórios)

Menor colisão de nomes

Irrelevante quanto a categorias acesso

Pacote e subpacote são independentes

Membros do subpacote não o são do pacote

Membros do pacote não o são do subpacote



The type top.AtTop is not visibleThe type top.bottom.AtBottom is not visible

Uma só classe pública por ficheiro

Classe pública e seu ficheiro têm de ter o mesmo nome

Número arbitrário de classes privadas de pacote (package-private) por ficheiro, mas…

Boa prática: Uma só classe por ficheiro!


Usualmente, à hierarquia de pacotes corresponde uma hierarquia de directórios com os ficheiros correspondentes


Depende da implementação do Java.

No Explorer do Windows(directórios)

No Eclipse(pacotes)

Uma classe é um modelo Um objecto é uma instância de uma classe Em Java não é possível declarar variáveis cujo

tipo é uma classe: variáveis declaradas dessa forma são referências para objectos da classe

Tudo o que pode ser privado, deve ser privado As classes devem ser organizadas em pacotes


Capítulo 8 do livro:

Y. Daniel Liang, Introduction to Java Programming, 7.ª edição, Prentice-Hall, 2008.ISBN: 978-0-13-605966-0


Introdução à programação orientada por objectos

Classes, objectos e referências (revisão) Modularização em pacotes Organização em ficheiros e directórios


Education

Programação Orientada por Objectos - Aula 1