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    Cs 2 Cs 2 Presentation Transcript

    • Projeto de Software: Durante a Construção de Software
    • Em projetos pequenos, muitas atividades são consideradas parte da construção, inclusive o projeto.
    • Em gera, o programador desenvolve parte do projeto.
    • Como é o projeto? Desenho de um diagrama na UML, contendo algumas classes e relacionamentos entre elas Pseudocódigo de um método Selecionar um padrão de projeto a ser empregado
    • Desafios é um problema “perverso” Projeto de software (é preciso resolver o problema para entendê-lo) O projeto é obtido de um processo desordenado (faz uso de heurísticas) Equilíbrio de prioridades (desempenho, produtividade, manutenção?) Envolve restrições (tempo, custo, ...) Não é determinístico (n pessoas, n projetos) Evoluem (não nascem prontos)
    • Principal objetivo técnico do software: controle da complexidade
    • Como lidar com a complexidade? Minimizar a quantidade de complexidade que o cérebro tem que lidar em dado momento Evitar complexidade acidental desnecessária
    • O que é desejável? Complexidade mínima Facilidade de manutenção Baixo acoplamento Extensibilidade Reutilização Alto fan-in, baixo fan-out, ...
    • Níveis de projeto Sistema (todo o software) Divisão em subsistemas (vários pacotes) Divisão em classes dentro de pacotes Divisão em dados e rotinas (nas classes) Projeto interno de rotina (método)
    • Sistema Todo o sistema Em casos simples, nenhuma subidivisão é necessária antes da definição de classes
    • Subsistemas ROZANSKI, N. AND WOODS, E. SOFTWARE SYSTEMS ARCHITECTURE. READING, MASSACHUSETTS: ADDISON-WESLEY, 2005, P. 16.
    • Subsistemas STEVENS, R., BROOK, P., JACKSON, K., AND ARNOLD, S. SYSTEMS ENGINEERING. ENGLEWOOD CLIFFS, NEW JERSEY: PRENTICE HALL, 1998, P. 97.
    • Subsistemas GARLAND, J. LARGE-SCALE SOFTWARE ARCHITECTURE. INDIANAPOLIS, INDIANA: WILEY, 2003, P. 91.
    • Muitos outros exemplos... Handbook of Software Architecture http://handbookofsoftwarearchitecture.com Apresenta + de 1000 padrões arquiteturais
    • Subsistemas típicos Regras de negócio (cômputos, regras como o aluno não poderá matricular se estiver em débito com a biblioteca, ...) Interface com o usuário Acesso a banco de dados Dependências do sistema operacional, hardware específico, bibliotecas, ...
    • Classes
    • Projeto interno de rotinas Projeto de métodos (algoritmos, pseudocódigo, ...) Exemplo: Fazer uso de busca binária e, quando encontrado o elemento, verificar se se trata do elemento de menor índice (o que deve ser retornado).
    • Ferramenta do projetista Heurísticas Não existe caminho “bem definido” ou determinístico
    • Da perspectiva OO Encontre objetos do mundo real (modelagem de domínio) Identifique objetos (software) e seus atributos Determine o que pode ser feito com cada objeto Determine o que cada objeto faz com os demais Identifique partes visíveis de um objeto Defina as interfaces de cada objeto
    • Abstração Capacidade de ignorar detalhes Como construir uma casa sem ignorar detalhes? Detalhes de soft ware devem ser encapsulados!
    • Ocultamento de informação Decisões de projeto ou construção são ocultados de todas as outras classes! Por exemplo, você sabe como está implementada a classe java.util.ArrayList?
    • Como ocultar? Usar constantes em vez de literais, ou seja, MAX_ALUNOS_POR_TURMA em vez de 30 Tipos de dados (por exemplo, ArrayList) Rotinas (métodos) getNextID() Classes MegaSenaDownload
    • Barreiras para o ocultamento Distribuição excessiva Dependências circulares Dados de classes (dados globais) Perda de desempenho (String.toString() e vetor.length)
    • HABITUE-SE À PERGUNTA O que devo ocultar?
    • Áreas de provável alteração Regras de negócio Dependências de hardware Entrada/Saída Recursos não padronizados (linguagem de programação) Áreas de projeto e construção difíceis Variáveis de status Restrições quanto ao tamanho dos dados
    • Manter baixo acoplamento PERSPECTIVAS Tamanho (poucas conexões) Visibilidade (pouca exposição) Flexibilidade (facilidade de alterar conexões)
    • Tipos. Acoplamento de: Parâmetro e dados simples (apenas tipos primitivos) Objeto simples (cria instância de uma classe) Parâmetro-objeto (+ elaborado do que parâmetro de tipos primitivos) Acoplamento semântico (conhece o funcionamento de outro módulo) (imperceptível ao compilador ou IDE)
    • Padrão de projeto Soluções prontas para problemas comuns Factory Method Publish/Subscribe (ou Observer), ...
    • Abstract Factory
    • Práticas de Projeto Iteração Dividir e conquistar Top-down/bottom-up Prototipagem experimental Projeto colaborativo
    • Quanto de projeto é suficiente? Depende: (a) da experiência da equipe; (b) do conhecimento do domínio; (c) rotatividade da equipe; (d) quão crítica é a aplicação; (e) projeto é pequeno; (f) tempo de vida do software. Steve McConnell diz: “Eu preferiria usar 80% do trabalho de projeto na criação e exploração de alternativas e 20% na criação de documentação menos aperfeiçoada.”
    • Registro do projeto No próprio código Wiki Resumos (enviar por email) Use uma câmera digital Diagramas UML Documentos formais
    • Padrões IEEE Std 1016 Recommended Practice for Software Design Descriptions IEEE Std 1471 Recommended Practice for Architectural Description of Software Intensive Systems
    • Classes funcionais
    • Evolução • Inicialmente desenvolvia-se software pensando em instruções • Depois em rotinas (anos 70 e 80) • Hoje se pensa em classes!
    • Tipo Abstrato de Dados • Ou TAD • Conjunto composto por dados e operações executadas sobre tais dados
    • Exemplo • Elevador: sobe um andar, desce um andar, move-se para andar específico, ... • Menu: inicia novo menu, cria entrada no menu, ativa/desativa item de menu, ...
    • Implementação de TAD • Se a linguagem é orientada a objetos, então tem-se classes • Caso contrário, você terá mais trabalho
    • Classe • Tipo Abstrado de Dados + • Herança + • Polimorfismo
    • Passo + importante na criação de uma classe: Crie uma boa interface (oferece boa abstração)
    • Dicas • A interface deve oferecer um nível de abstração consistente • Certifique-se de compreender qual abstração a classe está implementando • Forneça serviços em pares (e opostos) (apaga/acende, define/obtém, ...) • Mova informações não relacionadas para outra classe
    • Mais dicas... • Crie interfaces programáticas em vez de semânticas • (semântica indica como a interface deve ser empregada) • Considere a abstração e a coesão em conjunto
    • Bom encapsulamento • Abstração ajuda a controlar a complexidade (ignora detalhes) • Encapsulamento (impede que detalhes sejam conhecidos)
    • Dicas • Minimize a acessibilidade de classes e membros • Não exponha dados como públicos • Elemento interno deve ser privado • Não faça suposições sobre clientes • Cuidado com violações semânticas de encapsulamento (não chamar db.connect() porque você sabe que db.busca(jogo) chama o método anterior se não existir conexão)
    • Elementos internos da classe • Relação tem-um (referência para objeto) • Relação é-um (herança), por exemplo, Boi é um Animal.
    • Dicas • Pense em herança ou a proíba (final) • Siga o PSL (Princípio de Substituição de Liskov) • Evite árvores profundas de herança (7+-2)
    • Mais dicas... • Verifique se um switch pode ser substituído por uso de polimorfismo switch (bicho.getTipo()) { case BOI: System.out.println(“boi”); break; case SAPO: System.out.println(“sapo”); break; }
    • Funções • Mantenha o menor número de métodos em uma classe • Minimize o número de diferentes métodos chamados por uma classe • Minimize as chamadas indiretas de métodos (Lei de Demétrio)
    • TAREFA • Crie código que ilustre uma substituição apropriada de switch pelo uso de polimorfismo • Crie um diagrama de sequência (UML) que ilustre a Lei de Demétrio • Crie uma classe com construtor privado e só permita a criação de uma única instância (Singleton)
    • Métodos de Alta Qualidade O que você deve saber!
    • O que é rotina? Rotina é um método, função ou procedimento que pode ser chamado para desempenhar um único propósito
    • Razões para criar um método Reduzir a complexidade Introduzir uma abstração (aluno.isAprovado() em vez de aluno.naoDeveBilioteca && ...) Evitar código duplicado Melhorar a portabilidade, desempenho, ...
    • Coesão Quão intimamente estão relacionadas as operações em uma rotina? Por exemplo, raizDoInverso(x) é menos coesa que raiz(x) e inverso(x).
    • Tipos Funcional (executa uma única operação) (MegaSena proposta não coesa) Sequencial (não identifica função completa) Comunicativa (usam os mesmos dados) Temporal Procedural (ordem de dados fornecidos pela UI) Lógica (ocorre decisão por flag)
    • Bons nomes de rotinas Descreva tudo que a rotina faz Evite imprecisão (fazCalculo()? geraImpressao()? Não divida por número (r1(), r2(), r3(), ...) Use nomes tão longos quanto necessário Descreva o valor de retorno (raizQuadrada(x)) Use verbo + nome “fortes” (gerarExtrato(fulano)
    • Bons nomes... Use opostos corretamente adicionar/remover em vez de adicionar/ destruir min/max em vez de min/maior abrir/fechar em vez de abrir/encerrar Convenções para operações comuns (get/set)
    • Quão longa deve ser uma rotina? • Tamanho de uma rotina é inversamente proporcional ao número de erros?! • Não ultrapasse 200 linhas (não inclui linha em branco nem comentário)
    • Como usar parâmetros? • Siga a ordem entrada-uso-saída • Considere convenções (in, out, ...) • Se várias rotinas usam os mesmos parâmetros, use uma mesma ordem • Use todos os parâmetros • Não os use como variáveis locais • Limite o número de parâmetros a 7
    • TAREFA • JavaBeans possui uma convenção para dar nomes a métodos que obtém e modificam valores de propriedades. Qual é esta convenção? • java.lang.String possui os métodos regionMatches e copyValueOf, dentre outras. O uso de parâmetros é consistente?
    • PROGRAMAÇÃO DEFENSIVA “Direção defensiva” em software
    • Postura Se alguém fizer algo perigoso, você não será prejudicado!
    • Entradas inválidas Verifique dados de todas as fontes externas Verifique todos os parâmetros de entrada Decida o que fazer com entradas incorretas
    • Assertions Código usado durante o desenvolvimento que permite a um programa fazer uma “auto- verificação” enquanto é executado calculaMediaFinal(Aluno aluno) { .... mediaFinal = ... assert mediaFinal >= 0 && mediaFinal <= 10; return mediaFinal; }
    • Dicas Use um assert para algo que nunca pode ocorrer! Use código de tratamento de exceção para o que pode ocorrer Não use código executável em um assert Use asserts para verificar pré-condições e pós- condições
    • Tratando erros Retornar um valor “inofensivo” (String vazia, array sem elementos, ...) Substituir pelos próximos dados válidos (browsers fazem isto com HTML) Retornar a mesma resposta anterior Valor válido mais próximo (-2 Kelvin para 0 Kelvin) Registrar alerta em arquivo de log
    • Tratando erros... Retornar um código de erro Chamar rotina de processamento de erro Exibir mensagem quando erro for encontrado Terminar a execução
    • Tratamento de exceções Use para notificar ocorrências que não podem ser ignoradas Use exceção apenas para situação excepcional Não use exceção para “empurrar” para outro um problema seu Evite gerar exceções em construtores, exceto se você as tratar Exceção deve ser compatível com nível de abstração
    • Tratando exceções... Inclua mensagens (contexto) da exceção) Evite blocos catch vazios Não ignore exceções que código de biblioteca gera Considere a criação de “relator” de exceção global Padronize as exceções do seu projeto
    • TAREFA • System.out.println(“x”) retorna void. Como é feito o tratamento em caso de erro? • System.out.println(“x”) pode gerar uma exceção? • O que é programar de forma ofensiva? (segundo Steve McConnell?)