Java e Orientação a Objetos

(aula 2) Prof. Sérgio Ricardo

Paradigma de Orientação a Objetos

• A orientação a objetos (OO) é um paradigma de análise, projeto e programação de sistemas de software baseado na composição e interação entre diversas unidades de software chamadas de objetos (Wikipédia).

Paradigma de Orientação a Objetos

• Características:

▫ Alta reutilização de software,

▫ Desenvolvimento sempre evolutivo,

▫ Construções complexas a partir de construções simples,

▫ Manutenção tende a ser simples.

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Elementos básicos em OO

• Classes

• Objetos/Instâncias

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Orientação a Objetos – Definições

• Classe representa um conjunto de objetos com características afins.

• Uma classe define o comportamento dos objetos através de seus métodos, e quais estados ele é capaz de manter através de seus atributos.

• Exemplos: pessoa, carro

Orientação a Objetos – Definições

• Subclasse é uma nova classe que herda características de sua(s) classe(s) ancestral(is)

• Classes contém:

– Atributos: determinam o estado do objeto;

– Métodos: semelhantes a procedimentos em

linguagens convencionais, são utilizados para

manipular os atributos.

Pessoa

Funcionário Cliente

Carro

Motor Roda

superclasse

subclasse

Orientação a Objetos – Definições

• Atributo são características de um objeto. Basicamente a estrutura de dados que vai representar a classe. ▫ Pessoa: nome, telefone

▫ Cliente: cnpj, nome

▫ Usuario: nomeacesso, senha

Orientação a Objetos – Definições • Os atributos possuem valores. O conjunto de valores dos atributos de um determinado objeto é chamado de estado ▫ Ex. o atributo cor pode conter o valor azul.

Orientação a Objetos – Definições • Método define as habilidades (ações, funções) dos objetos.

• Um método em uma classe é apenas uma definição. A ação só ocorre quando o método é invocado através do objeto

Orientação a Objetos

• Objeto é uma entidade que possui um estado e um conjunto de operações definidas para funcionar neste estado (“Engenharia de Software”, Sommerville)

• Instanciação é o ato de criar um objeto.

classe

Orientação a Objetos

• Um objeto é capaz de armazenar estados através de seus atributos e reagir a mensagens enviadas a ele, assim como se relacionar e enviar mensagens a outros objetos.

• Exemplo de objetos da classe Funcionário: João, José, Maria; classe Cliente: Pedro, José

• Os objetos se comunicam por meio de solicitação de serviços (métodos) de outros objetos, e se necessário, por troca de informações

• Orientação a objetos ajuda a organizar a programação e a encapsular a lógica de negócios.

Orientação a Objetos – Definições 4 pilares da Orientação a Objetos

Orientação a Objetos – Definições

• Abstração é a habilidade de concentrar nos aspectos essenciais de um contexto qualquer, ignorando características menos importantes ou acidentais.

• Em modelagem orientada a objetos, uma classe é uma abstração de entidades existentes no domínio do sistema de software

Orientação a Objetos – Definições

• Encapsulamento consiste na separação de aspectos internos e externos de um objeto. Este mecanismo é utilizado amplamente para impedir o acesso direto ao estado de um objeto (seus atributos), disponibilizando externamente apenas os métodos que alteram estes estados. Exemplo: você não precisa conhecer

os detalhes dos circuitos de um

telefone para utilizá-lo. A carcaça do

telefone encapsula esses detalhes,

provendo a você uma interface mais

amigável (os botões, o monofone e os

sinais de tom)

Encapsulamento

INT

ER

FA

CE

INT

ER

FA

CE

INTERFACE

INTERFACE

Men

sag

em

Mensagem

Mensagem

Men

sag

em

Interface: Contrato com o mundo exterior. Define o que uma entidade externa

pode fazer com o objeto. E como a interface fará esse trabalho???

Encapsulamento

• Exemplo de Interface (Welcome to NetBeans!)

Encapsulamento

• Níveis de Acesso

• Publico: Garante acesso a todos os objetos

• Protegido: Garante acesso à instancia e subclasses.

• Privado: Garante acesso apenas para a instancia.

Encapsulamento

• Vantagens:

– Transforma os objetos em componentes plugáveis

– Independência e reutilização

– Transparência

– Mitigação de impactos

• Características

– Abstração

– Ocultação da implementação

– Divisão de responsabilidades

Encapsulamento

• Abstração: processo de simplificar um problema difícil.

• Vantagens da abstração: facilidade e reutilização.

Encapsulamento

• Exemplos de abstração

– Fila de banco

– Estabelecimento fast food

* abastração: fila FIFO

Encapsulamento

• Abstração Eficaz

▫ Trate do caso geral

▫ Procure o que for comum

▫ Não esqueça de resolver o problema

▫ Abstração muitas vezes não está aparente

▫ Prepare-se para a falha

Encapsulamento

• Ocultação da implementação

▫ proteção do objeto (TAD)

▫ proteção do usuário

• Tipo: define o domínio a partir do qual seus valores válidos podem ser extraídos

Encapsulamento

Fila

Encapsulamento

● Protegendo os usuários de seus objetos

– Código fracamente acoplado (independente)

– Código fortemente acoplado (vinculado)

Encapsulamento

Orientação a Objetos – Definições • Herança (ou generalização) é o mecanismo pelo qual uma classe (sub-classe) pode estender outra classe (super-classe), aproveitando seus comportamentos (métodos) e variáveis possíveis (atributos).

Orientação a Objetos – Definições • Associação é o mecanismo pelo qual um objeto se

relaciona com outros.

• Exemplo, vários alunos podem estar associados à um único professor e um único aluno pode estar associado à vários professores. Neste caso, não existe um relacionamento de posse entre esses objetos. Todos os objetos são independentes. Um aluno pode existir sem a necessidade de um professor, da mesma forma que é possível existir um professor sem a necessidade da existência de um aluno.

• Casos especiais: Agregação e Composição

Orientação a Objetos – Definições • Agregação representa um todo que é composto de várias partes. ▫ Exemplo: um conselho é um agregado de membros, da mesma forma

que uma reunião é um agregado de uma pauta, uma sala e de participantes. A implementação deste relacionamento não é uma contenção, pois uma reunião não CONTÉM uma sala. Assim sendo, as partes da agregação podem fazer outras coisas em outras partes da aplicação, eles podem ser referenciados por outros objetos e não somente por um objeto

▫ Em UML, a agregação é representada por uma linha com um losango vazio do lado da classe que manda no relacionamento

Orientação a Objetos – Definições

• A composição, diferentemente da agregação, é um relacionamento de contenção.

• Um objeto (container) CONTÉM outros objetos (elementos). Esses elementos que estão contidos dentro de outro objeto dependem dele para existir. Eles são criados e destruídos de acordo com o seu container. Exemplo: ▫ Container: pedido, e seus elementos seriam seus itens. Não faz sentido existirem

itens de pedido sem existir um pedido onde tais itens estariam contidos

• Em UML é representada por uma linha com um losango preenchido do lado da classe dona do relacionamento

Orientação a Objetos – Definições

• Polimorfismo é a capacidade de uma variável se referir a objetos de diferentes classes em tempo de execução

• Ocorre quando o método que já foi definido no ancestral é redefinido em seu descendente com comportamento diferente.

Formas de Polimorfismos

• Redefinição (overriding): mesma função mas comportamentos diferentes.

• Sobrecarga(overloading): nome de uma função usado mais de uma vez com diferentes tipos de parâmetros.Ex: operação soma com dois parâmetros reais e outra com parâmetros inteiros.

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Redefinição de função

• Capacidade de um objeto responder com diferentes

comportamentos uma mesma solicitação.

Ex. Suponha um método que receba um objeto

ContaEmBanco e que neste método seja solicitado a

ativação do método Sacar.

• O comportamento do objeto vai ser diferente em

função do objeto real:

1. ContaEspecial permite que o saldo fique negativo

2. ContaComum não

O comportamento do objeto será relativo ao

objeto real a qual é feita a referência

Sobrecarga de função

• Atribui a um único operador a capacidade de agir de

diferentes formas em função dos parâmetros

recebidos.

• Ex. na classe ContaEmBanco, o método Depositar

possui duas implementações diferentes:

1. uma para depósitos em dinheiro

2. outra para depósitos em cheque

O serviço escolhido depende do parâmetro

enviado junto à ativação do serviço

(cheque ou dinheiro)

Orientação a Objetos – Definições

• Linguagem Orientada a Objetos

• Criada pela Sun (http://www.sun.com) e mantida através de um comitê (http://www.jcp.org)

• Em 2009 a Oracle comprou a Sun

Por que usar Java? • Java é multiplataforma, ou seja, um programa escrito em Java pode ser executado em qualquer plataforma (sistema operacional combinado com hardware) sem necessidade de alterações no código fonte

• Java é uma arquitetura aberta, extensível, com várias implementações, o que a torna independente do fornecedor.

• Java pode ser baixada gratuitamente do site da

Sun.

Por que usar Java?

• Java é uma linguagem independente de plataforma que pode ser utilizada em vários produtos eletrônicos, tais como torradeiras e refrigeradores.

• Java é uma linguagem completamente orientada a objeto com forte suporte a técnicas adequadas de engenharia de software

• Java é uma das linguagens de desenvolvimento de softwares mais utilizadas no mundo.

Como Java Funciona

• Em uma linguagem de programação como C e Pascal, temos o seguinte quadro quando vamos compilar um programa..

Código fonte em c Teste.c

Gera código binário para um determindao SO

Teste.exe

Compila

Sistema Operacional (SO)

Como Java Funciona

• O código fonte é compilado para uma plataforma e sistema operacional específicos. Muitas vezes, o próprio código fonte é desenvolvido visando uma única plataforma!

• Na maioria das vezes, a sua aplicação se utiliza das bibliotecas do sistema operacional, como, por exemplo, a de interface gráfica para desenhar as 'telinhas'. A biblioteca de interface gráfica do Windows é bem diferente das do Linux.

Como Java funciona

• Maquina Virtual

▫ Um mecanismo que permite executar código em Java em qualquer plataforma.

• Java utiliza o conceito de máquina virtual, onde existe uma camada extra entre o sistema operacional e a aplicação, responsável por “traduzir” (não é apenas isso) o que sua aplicação deseja fazer para as respectivas chamadas do sistema operacional no qual ela está rodando no momento.

Como Java funciona

• A máquina virtual Java (JVM)

– É uma máquina imaginária que é implementada pela emulação de um software sobre uma máquina real.

– Prover uma especificação de plataforma de hardware no qual todos os códigos java são compilados. Essa especificação torna os programas java independente de plataforma porque toda compilação é feita para uma máquina imaginária.

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Como Java Funciona

AloMundo.class

AloMundo.java

Compila

Instalando a plataforma

Conceitos Iniciais • JRE (Java Runtime Environment):

ambiente de execução Java, formado pela JVM e bibliotecas, tudo que você precisa para executar uma aplicação Java.

• JDK (Java Development Kit): Kit para desenvolvimento. Ele é formado pela JRE somado a ferramentas, como o compilador.

• Tanto o JRE e o JDK podem ser baixados do site http://java.sun.com.

Instalando a plataforma

Conceitos Iniciais

• Quando falamos de Java Virtual Machine, estamos falando de uma especificação. Ela diz como o bytecode deve ser interpretado pela JVM. Portanto, existem várias JVM por exemplo:

– Oracle JVM

– JRockit da BEA

– J9 da IBM

Primeiro Programa em Java Selecione File→New File

Clique em Next

Primeiro Programa em Java

Selecione Java

Classe Java Principal

Digite o nome do Arquivo Primeiro Programa em Java

Clique em Finish

Primeiro Programa em Java

Comentários

Comentários

• Utilizados para documentar parte do código

• Não fazem parte do programa – não são compilados

• Documentar programas através de comentários é uma boa prática de programação

Primeiro Programa em Java Especificador de Acesso

Em java todo código deve ser colocado em uma classe

Nome da Classe

Indica que, a classe está acessivel a outras classes

de outros pacotes

Primeiro Programa em Java Indica o início de um bloco

Indica o fim de um bloco

Primeiro Programa em Java Método realiza uma tarefa, mas não retorna nehuma

informação

A execução de qualquer programa em java inicia

pelo main

Exceto Applets

Os parentese indicam que o main

é um método

Primeiro Programa em Java System.out

É a saída padrão do sistema

A mensagem

Primeiro Programa em Java • Saída de Dados

▫ Para saída dos dados podemos usar um dos comandos:

System.out.print()

System.out.println()

Saída do Programa

Tipos de Dados Primitivos

Declarando e inicializando variáveis

Exemplo

As 53 palavras-chave de Java

Operadores

Operadores de Incremento

Operadores Relacionais

Operadores Lógicos

Obtendo entrada do teclado

• Existem várias formas:

▫ Classe Scanner

▫ Interface Gráfica

Classe Scanner • Encontrada no pacote java.util

Etapas para obter uma entrada Indica que queremos utilizar a

classe Scanner

Método main

Declara a classe

Etapas para obter uma entrada Indica que queremos utilizar a

classe Scanner

Cria uma variável do tipo Scanner

Imprime uma mensagem para o

usuário

Etapas para obter uma entrada

Imprime o valor da entrada

Recebe a entrada do usuário

Conversão de String

• É possível converter String para qualquer tipo primitivo

▫ int – Integer.parseInt( string )

▫ Float – Float.parseFloat( string )

▫ Double - Double.parseFloat( string )

• Da mesma forma é possível converter tipos primitivos para String

Conversão de String

Convertendo de String para inteiro

A API Java

Estruturas de Controle

• Estruturas de Seleção

• Estruturas de Repetição

Estrutura de Seleção

• Java possui as seguintes estruturas de seleção

▫ if

▫ if – else

▫ switch

Comando if • Especifica que um comando ou bloco será

executado se e somente se uma determinada condição booleana for verdadeira

Comando if - else • Especifica que um comando ou bloco será

executado quando uma condição booleana for verdadeira e outro comando quando a condição for falsa

Comando switch • Permite multiplicidade de escolha

Estruturas de Repetição

• Permite executar um bloco de instruções um número determinado de vezes

▫ while

▫ do – while

▫ for

Comando while

• Os comandos no laço while são executados enquanto uma condição booleana for verdadeira

Comando do - while

• A principal diferença no do – while é que os comandos são executados pelo menos uma vez;

Comando for

• Permite a execução de um comando ou um bloco um pré-definido número de vezes