LEEC@IST Java – 2/52
Herança – revisão
• A herança é um mecanismo em que a subclasseconstitui uma especialização da superclasse. A superclasse pode ser vista como generalização das subclasses.
• A herança é dita como uma relação “is-a”.
• As subclasses herdam os atributos e métodos das superclasses. Os métodos herdados podem ser modificados. Novos atributos e métodos podem ser adicionados às subclasses.
LEEC@IST Java – 3/52
Herança – revisão
• O polimorfismo ocorre quando há múltipladefinição, ou redefinição, de métodos dasuperclasse nas subclasses, com a mesmaassinatura.
• Em OO o polimorfismo é normalmente implementadoatravés de ligação dinâmica, i.e., o método a ser executado é determinado apenas em tempo de execução (e não em tempo de compilação).
LEEC@IST Java – 4/52
Herança – revisão
• Na herança simples cada subclasse tem apenas uma superclasse (directa).
• Na herança múltipla uma subclasse pode ter mais do que uma superclasse (directa).
LEEC@IST Java – 5/52
Herança (1)• O Java adopta as seguintes estratégias na herança:
– Só há herança simples de classes.– Todas as classes são subclasses de Object (explícita ou
implicitamente).– A subclasse herda todos os atributos e métodos das superclasses.
• Os construtores não são métodos, e por isso não são herdados.
– Os atributos private não são visiveis na subclass, os atributos protected e public mantem a mesma visibilidade.
• No caso de atributos e métodos sem qualificador de visibilidade (visibilidade de pacote), a subclasse herda estes atributos e métodos se estiver definida no mesmo pacote que a superclasse, e apenas neste caso.
LEEC@IST Java – 6/52
Herança (2)
– Se a subclasse declarar um método com o mesmo identificador e parâmetros (número e tipo) que uma das superclasses, então a subclasseredefine esse método.
– Se a subclasse declarar um atributo com o mesmo identificador que uma das superclasses, então o atributo da subclasse esconde o atributo da superclasse (mas continua a existir!)
LEEC@IST Java – 7/52
Herança (3)
SintaxeQualif* class Ident
[ extends IdentC] [ implements IdentI [,IdentI]* ] {
[ Atributos | Métodos ]*
}
• Qualif: qualificador (visibilidade, entre outros)• Ident: identificador da classe• extends IdentC: especialização de superclasse• implements IdentI: realização de interfaces
LEEC@IST Java – 8/52
Herança (4)
public class ContaPrazo extends Conta {
private static float juro=0.05;
private long inicio;
private int intervalo;
public void vencimentoJuros() {
long today = System.currentTimeMillis();
if(today==inicio+intervalo) {
quantia *= (1+juro);
inicio = today;
}
}
}
LEEC@IST Java – 9/52
Construtores em subclasses (1)
• É da responsabilidade da subclasse inicializar os atributos definidos na sua classe, assim como os atributos que herda das suas superclasses.
• O construtor da subclasse pode delegar a inicialização dos atributos herdados para a superclasse, chamando, implicita ou explicitamente, o construtor da superclasse.
• Um construtor da subclasse pode fazer uma chamada explícitadum construtor da superclasse através do super().
• Se o construtor da superclasse tiver N parâmetros, estes devem ser passados na chamada explícita: super(param1,...,paramN).
• Se existir, a chamada explícita do construtor da superclassedeve ser a primeira instrução no construtor.
LEEC@IST Java – 10/52
Construtores em subclasses (2)• Pode se chamar outro construtor da classe usando o
this(parametros).• Se nenhum construtor da superclasse é chamado, ou
se nenhum construtor da classe é chamado, como primeira instrução do construtor, o construtor sem argumentos da superclasse é implicitamente chamado antes de qualquer instrução no construtor.
• Se a superclasse não tiver um construtor sem argumentos, é necessário chamar explicitamente um construtor da superclasse.– Note que um construtor implícito éautomaticamente criado se não existir mais nenhum construtor, mas apenas neste caso.
LEEC@IST Java – 11/52
Construtores em subclasses (3)
public class A {
protected int a;
A() {
a = 5;
}
A(int var) {
a = var;
}
}
public class DuplicaA extends A {
DuplicaA () {
a *= 2;
}
DuplicaA (int var) {
super(var);
a *= 2;
}
}
Não é necessário chamarexplicitamente super()pois super() éimplicitamente chamado!
LEEC@IST Java – 12/52
Construtores em subclasses (4)
public class A {
protected int número;
A(int num) {
número=num;
}
} public class B extends A {
protected String nome=“não-definido”;
B() {
super(-1);
}
B(int num) {
super(num);
}
B(int num, String str) {
this(num);
nome = str;
}
}
É necessário chamar explicitamente super(-1) pois a superclasse não tem construtor sem argumentos!
LEEC@IST Java – 13/52
Construtores em subclasses (5)
• Quando um objecto é criado, é afectada memória para todos os seus atributos, incluindo os herdados das superclasses.
• Os atributos são inicializados com um valor por omissão, dependendo do seu tipo.
• Após isto a construção tem 3 fases:1. Chamar o construtor da superclasse (através de uma
chamada implícita ou explícita).• Se uma chamada a this(parametros) é encontrada
então esta é efectuada e o processo reinicia-se no novo construtor.
• Se houver uma chamada super(parametros) éencontrada então é chamado o construtor da super classe correspondente. Caso contrário e chamado o constructorpor defeito da super class.
• Este processo é repetido até chegar a object.
LEEC@IST Java – 14/52
Construtores em subclasses (6)
• Nesta fase, qualquer expressão que é passada como argumento ao construtor explícito não deve incluir nem atributos nem métodos do objecto a ser criado.
2. Inicializar os atributos (inicialização na declaração dos mesmos e através de blocos de inicialização).• Nesta fase, referências para outros membros do objecto a ser
criado são permitidas, desde que estas já tenham sido declaradas.
3. Chamar o corpo do construtor.
LEEC@IST Java – 15/52
Construtores em subclasses (7)
public class A {
protected int a=1;
protected int total;
A() {
total=a;
}
}
public class B extends A {
protected int b=2;
B () {
total+=b;
}
}
a b total
1. Atributos com valores por omissão 0 0 0
2. Construtor de B é chamado 0 0 0
3. Constructor de A é chamado (super()) 0 0 0
4. Construtor Object é chamado 0 0 0
5. Inicialização dos atributos de A 1 0 0
6. Execução do construtor de A 1 0 1
7. Inicialização dos atributos de B 1 2 1
8. Execução do construtor de B 1 2 3
• Quando é criado um objecto do tipo B…
LEEC@IST Java – 16/52
Herança e redefinição
• Numa classe derivada podem:– ser adicionados novos atributos e métodos à classe.
– ser redefinidos métodos na classe.
LEEC@IST Java – 17/52
Herança e redefinição
• Um método da subclasse é considerado uma redefinição dum método da superclasse se:
– Ambos têm o mesmo identificador e parâmetros (número e tipo).
– O tipo de retorno é covariante:• Se o tipo de retorno é uma referência, então o método
redefinido pode declarar como tipo de retorno um subtipo do tipo de retorno do método da superclasse.
• Se o tipo de retorno é um tipo primitivo, então o tipo de retorno do método redefinido tem que ser idêntico ao tipo de retorno do método da superclasse.
LEEC@IST Java – 18/52
Herança e redefinição
• Um método só pode ser redefinido na subclasse
se for visível da superclasse para a subclasse.– Se um método definido na superclasse não é visível na
subclasse então não é herdado.
– Se um método não é herdado, mesmo que um método com o mesmo identificador, mesmos parâmetros (número e tipo) e retorno covariante seja definido na subclasse, este método não é uma redefinição do método na superclasse.
LEEC@IST Java – 19/52
Herança e redefinição
• A visibilidade dos métodos redefinidos pode ser diferente da dos métodos da superclasse, mas apenas para dar mais acesso.– Por exemplo, um método declarado na superclasse como protected pode ser redefinido protected ou public, mas não private ou com visibilidade de pacote.
LEEC@IST Java – 20/52
Herança e redefinição
• Um método de instância não pode ter o mesmo
identificador tipo e número de parâmetros que
um método estático herdado, e vice-versa, ou
seja não podemos passar um método para
estático ou não estático.
• Um método redefinido pode ser declarado
abstracto, mesmo que o método da superclasse
não o seja.
LEEC@IST Java – 21/52
Herança e redefinição
• A propriedade final dos parâmetros dum método
duma superclasse, pode ser retirada ou colocada
num método redefinido (trata-se apenas um detalhe de implementação).
• Um método redefinido pode ser declarado final, mas obviamente o método na superclasse não o poderia ser.
LEEC@IST Java – 22/52
Herança e redefinição
• A redefinição de métodos que substituem uma sequência de parâmetros por uma tabela é possível, mas é desanconselhável.– Um método de argumento variável, com uma sequência de
parâmetros T…, tem a mesma assinatura que um método que converte essa última sequência de parâmetros na tabela T[].
LEEC@IST Java – 23/52
Herança e redefinição
• Se um método definido numa subclasse tiver– o mesmo identificador, – mas diferente número ou tipo de parâmetros,
que um método (visível) da superclasse então é uma sobreposição.
• Se um método definido numa subclasse tiver– o mesmo identificador,– mesmos número e tipo de parâmetros, – mas o retorno não for covariante
relativamente a um método (visível) da superclasseentão existe um erro de compilação.
LEEC@IST Java – 24/52
Herança e redefinição
• Um atributo da superclasse que é declarado na subclasse com o mesmo nome (independentemente do tipo) é escondido.– Não há redefinição de atributos, estes são sempre escondidos.
– O atributo da superclasse continua a existir, mas deixa de ser possível à subclasse aceder-lhe directamente.
– É necessário usar a referência super, ou outra referência para o objecto da superclasse, para aceder ao atributo escondido.
LEEC@IST Java – 25/52
Polimorfismo
• Numa hierarquia de classes, quando há redefinição de um método a sua implementação é substituída.– Na presença de uma referência para um objecto na hierarquia
de classes, a chamada sobre esse objecto ao método redefinido refere-se ao método de que classe?
• Quando um método é chamado através de uma
referência para um objecto, a classe de
instânciação do objecto (não necessariamente a
classe de declaração) dita a implementação a ser
usada.SuperClasse sub = new SubClasse();
classe de declaração de sub classe de instanciação de sub
LEEC@IST Java – 26/52
Polimorfismo
• A classe de declaração de um objecto édeterminada em tempo de compilação.– O compilador tem acesso a essa informação na própria
declaração da referência.
Conta conta;
...
//num outro ponto do programa
conta = new ContaOrdem();
Conta conta = new ContaOrdem();
LEEC@IST Java – 27/52
Polimorfismo
• A classe de instânciação de um objecto é
determinada apenas em tempo de execução.– A classe de instânciação pode sempre ser de uma classe
mais abaixo na hierarquia, relativamente à classe
declarada.
– A instanciação de um objecto pode ser feita num ponto do programa completamente diferente do ponto onde a declaração foi feita.
– Apenas o fluxo do programa dirá qual a classe de instanciação.
Conta conta;
...
//num outro ponto do programa
Conta = new ContaOrdem();
LEEC@IST Java – 28/52
Polimorfismo
public class Conta {
protected String str = “Conta”;
public void imprime() {
System.out.println(“ComtaImprime(): “+str);
}
}
public class ContaOrdem extends Conta {
protected String str = “ContaOrdem”;
public void imprime() {
System.out.println(“ContaOrdemImprime(): “+str);
}
LEEC@IST Java – 29/52
Polimorfismo//... Continuação do slide anterior
public static void main(String[] args) {
ContaOrdem contaOrdem = new ContaOrdem();
Conta conta = contaOrdem;
conta.imprime();
contaOrdem.imprime();
System.out.println(“conta.str = “+conta.str);
System.out.println(
“contaOrdem.str = ”+contaOrdem.str
);
}
}
ContaOrdemImprime(): ContaOrdem
ContaOrdemImprime(): ContaOrdem
conta.str = Conta
contaOrdem.str = ContaOrdem
No terminal é impresso:Notar que os métodos são redefinidos
mas não os atributos
LEEC@IST Java – 30/52
Polimorfismo
• Relativamente ao slide anterior:– A classe de declaração e instanciação de contaOrdem écontaOrdem.
• contaOrdem é tipo contaOrdem.
• contaOrdem contem um objecto contaOrdem.
– A classe de declaração de conta é Conta mas a instanciação de conta é contaOrdem.
• conta é tipo conta.
• Conta contem um objecto contaOrdem definido em memória.
LEEC@IST Java – 31/52
Polimorfismo
• Exemplo: – num jogo existem três objectos Nave, Asteróide e Meteoro.
Para uma das nove colisões possíveis pretende-se chamar um método diferente, determinado em tempo de compilação:
Public abstract Classe ObjectoJogo {
abstract colisão(ObjectoJogo outro);
}
LEEC@IST Java – 32/52
PolimorfismoPublic abstract Classe Nave {
colisão(ObjectoJogo outro){ outro.colisãoComNave(this);}
colisãoComNave(Nave outro){ … }
colisãoComAsteroide(Asteroide outro){ … }
colisãoComMeteoro(Meteoro outro){ … }
}
Public abstract Classe Asteroide {
colisão(ObjectoJogo outro){ outro.colisãoComAsteroide(this);}
colisãoComNave(Nave outro){ … }
colisãoComAsteroide(Asteroide outro){ … }
colisãoComMeteoro(Meteoro outro){ … }
}
Public abstract Classe Meteoro {
colisão(ObjectoJogo outro){ outro.colisãoComMeteoro(this);}
colisãoComNave(Nave outro){ … }
colisãoComAsteroide(Asteroide outro){ … }
colisãoComMeteoro(Meteoro outro){ … }
}
LEEC@IST Java – 33/52
Referência super (1)
• A referência super está disponível em todos os métodos de instância duma subclasse.
• No acesso a atributos e chamada de métodos, a referência super funciona como uma referência vista como uma instância da superclasse.
• A chamada super.método usa sempre a implementação do método da superclasse (definido ou herdado).
LEEC@IST Java – 34/52
Referência super (2)
public class SuperClasse {
protected void nome() {
System.out.println(“SuperClasse”);
}
}
public class SubClasse extends SuperClasse {
protected void nome() {
System.out.println(“SubClasse”);
}
LEEC@IST Java – 35/52
Referência super (3)
//... Continuação do slide anterior
protected void imprimeNome() {
SuperClasse sup = (SuperClasse) this;
System.out.print(“this.nome(): ”);
this.nome();
System.out.print(“sup.nome(): ”);
sup.nome();
System.out.print(“super.nome(): ”);
super.nome();
}
}
No terminal é impresso this.nome(): SubClasse
sup.nome(): SubClasse
super.nome(): SuperClasse
LEEC@IST Java – 36/52
Membros estáticos (1)
• Os membros estáticos duma classe, atributos ou
métodos, não podem ser redefinidos, são sempre
escondidos.
• Se uma referência é usada para aceder aos membros estáticos, o membro a aceder é sempre determinado pela classe de declaração da referência.
LEEC@IST Java – 37/52
Membros estáticos (2)
public class SuperClasse {
protected static String str = “SupCStr”;
public static void imprime() {
System.out.println(“SuperCImprime(): “+str);
}
}
public class SubClasse extends SuperClasse {
protected static String str = “SubCStr”;
public static void imprime() {
System.out.println(“SubCImprime(): “+str);
}
LEEC@IST Java – 38/52
Membros estáticos (3)
//... Continuação do slide anterior
public static void main(String[] args) {
SubClasse sub = new SubClasse();
SuperClass sup = sub;
sup.imprime();
sub.imprime();
System.out.println(“sup.str = ”+sup.str);
System.out.println(“sub.str = ”+sub.str;
}
}
No terminal é impresso SupCImprime(): SupCStr
SubCImprime(): SubCStr
sup.str = SupCStr
sub.str = SubCStr
LEEC@IST Java – 39/52
Conversão explícita (1)
• Um cast é usado para dizer ao compilador que uma expressão deve ser vista como tendo o tipo espeficicado pelo cast.– Upcast: cast de um classe para outra acima na hierarquia
de classes (de subclasse para superclasse, não necessariamente directa).
– Downcast: cast de uma classe para outra abaixo na hierarquia de classes (de superclasse para subclasse, não necessariamente directa).•• Se o objecto não pertencer a classe especificada Se o objecto não pertencer a classe especificada éé gerado um gerado um excepexcepçção de tempo de execuão de tempo de execuçção.ão.
• O upcast é também conhecido como cast seguro, porque é sempre válido. No o downcast é verificado em tempo de execução.
LEEC@IST Java – 40/52
Conversão explícita (2)
• No Java, um atributo ou variável local de uma superclassesuperclasse pode pode
referenciar qualquer das suas subclassesreferenciar qualquer das suas subclasses. • No entanto, só podem ser (directamente) chamados os atributos e
métodos definidos na superclasse.• Ou seja o objecto é tratado como se fosse da superclasse.
public class B extends A {
void b() {...}
...
}
public class A {
void foo() {...}
...
}
public class Armazem {
A var[] = new A[2];
void xpto(){
var[0] = new A();
var[0].foo();
var[1] = new B();
var[1].foo();
}
}
LEEC@IST Java – 41/52
Conversão explícita (3)
• Relativamente ao exemplo anterior:– Tanto var[0] como var[1] não têm acesso (directo) ao
método foo() de B (mesmo tendo sido var[1] instanciado como um objecto de tipo B).
– No entanto, var[1] pode aceder ao método b() através dum downcast:((B)var[1]).b();
– Se a subclasse B redefinir o método foo(), qual o código executado na chamada var[1].foo()?
• Executa-se sempre o método mais abaixo na hierarquia de classes, portanto a resposta correcta seria foo() de B (ver slide 25).
LEEC@IST Java – 42/52
Herança e sobreposição (1)
• Uma classe X diz-se compatível (assignment compatible) com uma classe Y se:– X=Y, ou
– X é uma subclasse de Y (directa ou indirecta)
• Uma classe X é mais específica que classe Y – X é uma subclasse de Y (directa ou indirecta)
Z
Y
X
• A compatibilidade também pode ser aplicada a tipos primitivos, usando-se neste caso a ordenação dada na conversão implícita dos mesmos:
byte->short->int->long->float->double
LEEC@IST Java – 43/52
Herança e sobreposição (2)
• Quando um método é chamado e há sobreposição de métodos, de tal forma que o tipo dos parâmetros dos métodos sobrepostos se encontram numa mesma hierarquia, o compilador escolhe o mméétodo mais espectodo mais especííficofico (se existir).– A determinação do método a chamar é feita em tempo de compilação, baseada no tipo declarado das referências passadas aos métodos, e no valor dos argumentos.
– Este processo determina apenas qual o método a chamar, não qual a implementação. Em tempo de execução, a classe de instanciação do objecto sobre o qual o método é chamado é que vai determinar qual a implementação do método, escolhido em tempo de compilação, que vai ser usada.
LEEC@IST Java – 44/52
Herança e sobreposição (3)
• Determinação do método mais específico:1. Determinar a classe sobre a qual procurar pelo método.
2. Determinar todos os métodos dessa classe que possam ser aplicados:a) Métodos com visibilidade correcta.
b) Métodos com o mesmo identificador.
c) Métodos que possam receber o número de argumentos passados.
d) Métodos cujos tipos dos parâmetros sejam compatíveis com os tipos declarados das referências passadas como argumento.
LEEC@IST Java – 45/52
Herança e sobreposição (4)
2. (cont.)A compatibilidade dos tipos em 2.d) é feita em 3 fases:i. A compatibilidade é considerada sem tentar nenhuma
conversão de embrulho (boxing conversion), e sem considerar a possibilidade de número variável de argumento.
ii. Se 1. falhar, a compatibilidade é considerada com a possibilidade de conversão de embrulho (boxingconversion).
iii. Se 2. falhar, a compatibilidade é considerada com a possibilidade de número variável de argumentos.
LEEC@IST Java – 46/52
Herança e sobreposição (5)
São eliminados todos os mSão eliminados todos os méétodos em todos em todos os argumentos todos os argumentos sejam sejam superclassessuperclasses dos argumentos de outro mdos argumentos de outro méétodotodo. Ou seja aqueles em que exista um método com todos os argumentos mais específicos que os de outro método.
Exemplo: O Método3 éé eliminado eliminado porque todos seus argumento são super classes tanto Metodo1 como de Método2.
Método2 e Método1 não são não são eliminados porque alguns dos seus argumentos são superclasses do outro enquanto que outros são subclasses. Nenhum dos métodos é definitivamente o mais especifico que outro e um erro de compilação será gerado.
Chamada do método: foo(“123”, “abc”);
Método1: Void foo(String a, Object b);
Método2: Void foo(object a, String b);
Método3: Void foo(Object a, Object b);
LEEC@IST Java – 47/52
Herança e sobreposição (6)
4. Determinar o método a chamar:a) Se apenas um método foi escolhido em 3., esse método é o
mais específico e é chamado.b) Se foi escolhido mais de um método em 3. temos duas
hipóteses:
i. Se os métodos têm assinaturas diferentes, a chamada éambígua e o código que o chama é inválido.
ii. Se os métodos têm a mesma assinatura temos três hipóteses:– Se todos os métodos são abstractos, é escolhido um ao
acaso.– Se apenas um método não é abstracto, é escolhido esse
método.– De qualquer outra forma a chamada é ambígua e o código
que o chama é inválido.
LEEC@IST Java – 48/52
Herança e sobreposição (7)
void xpto(Sobremesa d, Scone s) {...} // 1ª forma
void xpto(Bolo c, Sobremesa d) {...} // 2ª forma
void xpto(BoloChocolate cc, Scone s) {...} // 3ª forma
void xpto(Sobremesa... ds) {...} // 4ª forma
As seguintes chamadas:• xpto(sobremesaRef, sconeRef);
• xpto(boloChocRef, sobremesaRef);
• xpto(boloChocRef, sconeAmanteigadoRef);
• xpto(boloRef, sconeRef);
• xpto(sconeRef, boloRef);
resultam na chamada de que forma do método xpto?
Sobremesa
Bolo
BoloChocolate
Scone
SconeAmanteigado
LEEC@IST Java – 49/52
Herança e sobreposição (8)
• Relativamente ao exemplo anterior:– xpto(dessertRef, sconeRef);
resulta na chamada da 1ª forma do método xpto.
– xpto(chocolateCakeRef, dessertRef);
resulta na chamada da 2ª forma do método xpto.
– xpto(chocolateCakeRef,
butteredSconeRef);
resulta na chamada da 3ª forma do método xpto.
– xpto(cakeRef, sconeRef);
é inválida.
– xpto(sconeRef, cakeRef);
resulta na chamada da 4ª forma do método xpto.
Sobremesa
Bolo
BoloCh
ocolat
e
Scone
Scone
Amant
eigad
o
LEEC@IST Java – 50/52
Herança e sobreposição (9)
• No exemplo anterior, xpto(boloRef, sconeRef);
é uma chamada inválida, contudo:– Com o cast (Sobremesa)boloRef a chamada
xpto((Sobremesa)boloRef, sconeRef);
resultaria na chamada da 1ª forma de xpto.
– Com o cast (Sobremesa)sconeRef a chamada xpto(boloRef, (Sobremesa)sconeRef);
resultaria na chamada da 2ª forma de xpto.
LEEC@IST Java – 51/52
Herança e sobreposição (10)
void xpto(byte b) {...} // 1ª forma
void xpto(Short s) {...} // 2ª forma
void xpto(int i) {...} // 3ª forma
void xpto(Long i) {...} // 4ª forma
void xpto(float f) {...} // 5ª forma
void xpto(Double d) {...} // 6ª forma
As seguintes chamadas:• xpto(byteRef);
• xpto(shortRef);
• xpto(intRef);
• xpto(longRef);
• xpto(floatRef);
• xpto(doubleRef);
resultam na chamada de que forma do método xpto?(cuidado com conversões de boxing e unboxing)
LEEC@IST Java – 52/52
Herança e sobreposição (11)
• Relativamente ao exemplo anterior:– xpto(byteRef);
resulta na chamada da 1ª forma do método xpto.– xpto(shortRef);
resulta na chamada da 3ª forma do método xpto.– xpto(intRef);
resulta na chamada da 3ª forma do método xpto.– xpto(longRef);
resulta na chamada da 5ª forma do método xpto.– xpto(floatRef);
resulta na chamada da 5ª forma do método xpto.– xpto(doubleRef);
resulta na chamada da 6ª forma do método xpto.
Top Related