Slides - DAI - Ifma

Paradigma e Programação Orientada
a Objetos
Prof. João Carlos Pinheiro
jcpinheiro@ifma.edu.br
Modelo Computacional do Paradigma
Orientado a Objetos
Entrada Programa Saída
Estado
.
Entrada Programa Saída
Estado
Entrada Programa Saída
Estado
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...
Entrada Programa Saída
Entrada Programa Saída
Estado
.
Estado
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O Paradigma Orientado a Objetos
Não é um paradigma no sentido estrito: é
uma subclassificacão do imperativo
A diferença é mais de metodologia quanto à
concepção e modelagem do sistema
A grosso modo, uma aplicação é estruturada
em módulos (classes) que agrupam um estado
(atributos) e operações (métodos) sobre este
Classes podem ser estendidas e/ou usadas
como tipos (cujos elementos são objetos)
Aprendendo Orientação a Objetos
Linguagens de Objetos permitem vantagens, não as
fornecem
O difícil não é aprender uma linguagem OO.
O problema é que leva tempo para explorar as vantagens
que as linguagem orientada a objetos fornecem (Martin
Fowler e Kendall Scott – UML Essencial)
Para alcançar estas vantagens é necessário fazer a troca de
paradigma
Influenciam nossa percepção; ajudam-nos a organizar e a coordenar a
Classes estimulam projeto centrado em dados:
modularidade, reusabilidade e extensibilidade.
Fonte: Augusto Sampaio
maneira como desenvolvemos software
Aceitação comercial crescente http://www.cin.ufpe.br/~acas
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Introdução à Orientação a Objeto (OO)
É um conjunto de princípios que guiam a construção
de um software
A Orientação a objetos organiza o mundo real como
uma coleção de objetos que incorporam estrutura de
dados e comportamento
Classe em Java
class Conta {
}
String numero;
double saldo;
void creditar (double valor) {
}
saldo = saldo + valor;
void debitar (double valor) {
}
saldo = saldo - valor;
Atributos
Métodos
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Definição de Classe
Uma classe descreve um conjunto de objetos com
propriedades semelhantes (atributos)
comportamentos semelhantes (métodos)
relacionamentos comuns com outros objetos
Exemplo de classes em um Acervo
Livro, Periódico, Artigo, Autor, Bibliotecário, Usuário
Observe que podem existir vários livros (objetos) de
uma mesma classe “Livro”
Definição de Objetos
Um objeto é uma entidade (física, conceitual ou do
domínio de algum problema ) com escopo e identidade
bem definidos que encapsulam Estado e
Comportamento
Exemplo: “o carro vermelho ali no estacionamento”
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Definição de Objetos -
Exemplo: Dois Objetos Círculo
Fonte: David J. Barnes & Michael Kölling. Programação orientada a objetos com Java.
Pearson Education do Brasil, 2004. 9
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Propriedades de um Objeto
Objetos têm estado (representado pelos atributos)
Um livro têm um número de classificação, um título,
autores
Um Usuário tem um nome, um endereço
O estado do objeto normalmente muda ao longo do
tempo
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Definição de Objetos
Objetos têm responsabilidades
Responsabilidade de saber certas coisas
Responsabilidades de fazer certas coisas
Objetos colaboram para desempenhar suas
responsabilidades
Propriedades de um Objeto
Objetos de uma mesma classe têm um mesmo
comportamento
Usuários altera seu endereço, fazem empréstimos
Bibliotecário cadastra novos livros no acervo
Objetos podem estar relacionados
Um Livro pode ter vários Autores
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Propriedades de um Objeto
Objetos têm identidade
Cada objeto tem uma identidade única, mesmo
que o estado seja idêntico para ambos os objetos
Cada objeto é diferente do outro (tem estado
próprio) e cada um tem seu próprio tempo de vida
Diferença entre classe e objeto
Relacionamentos entre objetos são dinâmicos e podem
mudar
O funcionamento da aplicação reflete a lógica de
relacionamento entre os objetos, e não entre as
classes
Classes não existem no contexto da execução
A classe tem papel na criação dos objetos, mas não
existe quando os objetos trocam mensagens entre si
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Diferença entre classe e objeto
“Classe” é um gabarito (como a planta de uma casa)
“Objeto” é a concretização do gabarito (Exemplo:
casas feitas a partir da mesma planta)
Relacionamentos entre classes são definidos na
programação e não mudam durante a execução
Criando Instâncias (Objetos)
Forma geral da declaração e criação de objetos em
Java
Declaração
Conta conta1, conta2;
Criação
conta1 = new Conta ();
Combinando declaração e criação
Conta conta1 = new Conta ();
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Ex.: programa que cria e manipula conta
class CriaConta {
}
/* Criando um objeto do tipo Conta */
public static void main (String [] args) {
}
Conta conta1 = new Conta ();
conta1.numero = “21.342-7”;
conta1.saldo = 0;
conta1.creditar (500.87);
conta1.debitar (45.00);
System.out.println(conta1.saldo);
Abstração
Abstração significa supressão de detalhes, ponto de
vista elevado
O que consideramos é a interface ao invés da
implementação, ou seja, uma abstração se
concentra no serviço que o objeto presta, não como
executá-lo
A abstração OO permite modelar elementos no
espaço do problema
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Construtores
Servem como interfaces para iniciar objetos possuem o
mesmo nome das respectivas classes similares a
métodos, mas não têm tipo de retorno
class Conta {
String numero;
double saldo;
Conta(String n) {
numero = n;
saldo = 0;
}
void creditar(double valor) {saldo += valor; }
void debitar(double valor) {saldo -= valor; }
}
Abstração
Há simplificações quando pensamos no
comportamento dos objetos em relação ao mundo
real, pois:
Não vamos modelar todo o comportamento dos objetos
Exemplo: Clientes esperam em uma fila, brigam com os
funcionários do banco, mas provavelmente não no
software
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Abstração
Na Programação Orientada a Objeto (POO)
Comportamentos são associados aos objetos que
possuem os atributos afetados pelo comportamento,
ou seja, quem faz algo é o expert nos dados envolvidos
Exemplo
A responsabilidade de alterar o nome do livro será
atribuída ao Livro e não ao Bibliotecário, embora, no
mundo físico, seja o Bibliotecário quem faz a
alteração
Encapsulamento
O Encapsulamento é a mola mestra da abstração
Coloca tudo da abstração (atributos e comportamento) dentro
de uma “capsula” e força o acesso às partes internas apenas
através de uma interface pública (métodos)
Em outras palavras, abstração é o que se quer, encapsulamento
é uma forma de fazê-lo
No paradigma procedural os dados ou são globais ou são passados
por parâmetro aos procedimentos
Enquanto que na orientação a objetos
os dados e procedimentos (funções)
fazem parte de uma única entidade
(objeto)
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Princípios Básicos da Orientação a
Objetos
Benefícios do Encapsulamento
Flexibilidade e Facilidade de manutenção
Se você quiser obter estes benefícios é necessário:
Manter as variáveis de instância protegidas (como o
modificador de acesso private)
Criar métodos de acesso público
Utilize as conversões adotadas pelos “JavaBeans”
(set e get)
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Benefícios do Encapsulamento
Exemplo de como não se deve fazer
public class BadOO {
public int tamanho;
public int peso;
. . .
}
public class UtilizaBadOO {
public static void main(String []a)
b = new BadOO( );
b.tamanho = -5;
}
}
3. Retenção de Estado
É a propriedade pela qual um objeto pode reter informações
indefinidamente, inclusive durante os intervalos de ativação de
suas operações
A reutilização de pedaços é mais difícil usando a programação
estruturada (modularização via funções) porque não posso usar
coisas pré-existentes tão facilmente
Com objetos, posso dizer: "me dê dois daqueles" porque objetos
têm estado
Não se pode fazer isso com funções porque elas não encapsulam
estado
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Benefícios do Encapsulamento
Solução
public class BadOO {
private int tamanho;
private int peso;
public void setTamanho(int t){
if(t > 0)
tamanho = t;
else
tamanho = 0;
}
...
}
Ocultação de Informações e Implementações
Constitui o desfecho de um bom encapsulamento
Vantagem
Facilitar mudanças isolando pedaços uns dos outros
(reduzindo o acoplamento)
4. Identidade de Objetos
É a propriedade pela qual cada objeto (independente de sua
classe ou seu estado) pode ser identificado e tratado como uma
entidade distinta de software (Meilir Page-Jones – Fundamentos
do Desenho Orientado a Objetos com UML)
conta1 = new Conta ();
conta2 = new Conta ();
Esta idéia simples provoca uma profunda mudança na forma
como desenhamos e construímos software orientado a objetos
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5. Mensagens
Consiste do nome de uma operação definida para o
objeto destinatário, juntamente com quaisquer
argumentos passados ao objeto
Exemplo
conta1.creditar(100);
conta1.debitar(50);
7. Herança
Uma maneira de expressar a herança é pelo termo
É-UM
Fusca É-UM Carro
Gerente É UM Funcionario
Na linguagem java a palavra reservada extends
representa este relacionamento É-UM
public class Funcionario {
. . .
}
public class Gerente extends Funcionario {
. . .
}
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6. Classes
Só para relembrar
Classe é o que você desenha e programa (tempo de
compilação)
Objeto é o que você cria (a partir de uma classe) em
tempo de execução (rum-time)
8. Polimorfismo
A palavra polimorfismo origina-se de duas palavras gregas
que significam, respectivamente, muitas e forma
Definição
É a habilidade pela qual uma única operação ser
definida em mais de uma classe e assumir
implementações diferentes em cada uma das classes
(mas a interface é igual para todas as implementações)
Faz com que o que estamos vendo pareça mais simples
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Exemplo
public interface Funcionario {
public double calcularSalario();
}
public class Gerente implements Funcionario {
private static final int SALARIO = 40000;
public double calcularSalario() {
return SALARIO;
}
}
public class Programador implements Funcionario {
private static final double SALARIO = 50000;
private static final int BONUS = 10000;
public double calcularSalario() {
return SALARIO;
}
public int getBonus() { return BONUS; }
}
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Alterando este exemplo para utilizar polimorfismo
E se você quiser incluir outro tipo de Funcionário?
Considere que você precisa incluir uma classe
Executivo no seu sistema
Com o projeto atual, você terá que mudar a
implementação do método
calcularFolhaPagamento() para verificar também
a instanceof da classe Executivo
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public class FolhaPagamento {
}
public double calcularFolhaPagamento(Funcionario emp) {
}
double sal = emp.calcularSalario();
if(emp instanceof Programador)
sal += ((Programador)emp).getBonus();
return sal;
public static void main(String arg[]) {
}
FolhaPagamento fp = new FolhaPagamento();
Programador prg = new Programador();
Gerente mgr = new Gerente();
System.out.println("Salário do Programador " +
fp.calcularFolhaPagamento(prg));
System.out.println("Salário do Gerente " +
fp.calcularFolhaPagamento(mgr));
Alterando este exemplo para utilizar polimorfismo
Esse projeto possui vários problemas
Primeiro, ele não é elegante ou facilmente
extensível
Segundo, requer que o programador que escreveu o
código faça o trabalho do sistema de runtime do
Java
Uma maneira melhor de permitir que o sistema de
Runtime do Java descubra tudo isso para você
Isso gera um projeto mais claro e elegante, além de
um código mais fácil de ser entendido
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Nova Solução
public interface Funcionario {
public double calcularSalario();
public int bonus();
} public class Gerente implements Funcionario {
private static final int SALARIO = 40000;
private static final int BONUS = 0;
public double calcularSalario() {
return SALARIO;
}
public int getBonus( ) { return BONUS; }
} public class Programador implements Funcionario {
private static final double SALARIO = 50000;
private static final int BONUS = 10000;
public double calcularSalario() {
return SALARIO;
}
public int getBonus() { return BONUS; }
}
Bibliografia Consultada
Meilir Page-Jones. Fundamentos do Desenho Orientado
a Objetos com UML (capítulo 1)
Martin Fowler e Kendall Scott. UML Essencial
Cay S. Horstmann e Gary Cornell. Core Java –
Fundamento. Volume I
Slides: Curso Java – UFPE – Programação Orientada a
Objetos. Autor: Paulo Borba
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public class FolhaPagamento {
public double calcularFolhaPagamento(Funcionario emp) {
// Calcula o bônus. Não é preciso verificar com instanceof
return emp.calcularSalario() + emp.bonus();
}
public static void main(String arg[]) {
FolhaPagamento fp = new FolhaPagamento();
Programador prg = new Programador();
Gerente mgr = new Gerente();
System.out.println("Salário do Programador " +
fp.calcularFolhaPagamento(prg));
System.out.println("Salário do Gerente " +
fp.calcularFolhaPagamento(mgr));
}
}
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