Introdução à programação em Android e iOS - OOP Java
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Slides usados na edição de 2011 do Curso de Verão da UCP (http://www2.porto.ucp.pt/cvc/?details=124)

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Introdução à programação em Android e iOS - OOP Java Introdução à programação em Android e iOS - OOP Java Presentation Transcript

  • Programação Orientada a Objectos (OOP) - Parte 1: Java Cursos de Verão na Católica 2011 Jorge C. S. Cardoso, Luís Gustavo Martins jorgecardoso@ieee.org, lmartins@porto.ucp.pt
  • Conteúdo● Objectos● Classes● Construtores● Destrutores● Encapsulamento● Herança● Method overriding● Strings
  • Objectos no mundo real Objectos no mundo real podem ser descritos através de duas características essenciais: atributos (estado) e comportamento. Por exemplo, o cão do João tem: ● atributos: ○ Cor: castanho ○ Tamanho pêlo: curto ○ Raça: Rafeiro ○ Idade: 3 anos ○ Nome: Bobi ● comportamento ○ corre ○ ladra ○ senta-se ○ come ○ dorme
  • Objectos no mundo real Outro exemplo: o automóvel do Jorge ● Atributos: ○ Cor: azul escuro ○ Marca: Opel ○ Modelo: Corsa ○ Velocidade: parado ○ Combustível: 30% ● Comportamento: ○ arrancar ○ acelerar ○ travar(O comportamento não se refere necessariamente a comportamentoautónomo, mas simplesmente a acções que o objecto pode realizar.)
  • Classes no mundo real O exemplo anterior, automóvel, referia-se a um objecto concreto (o automóvel do Jorge). No entanto, existem milhares de automóveis diferentes, com o mesmo comportamento e com os mesmos atributos (cor, marca, modelo, etc - embora não com os mesmos valores) A este conjunto genérico de comportamentos e atributos dá-se o nome de classe.
  • Classes em OOP● Uma classe é, basicamente, um molde para a criação de objectos.● Em OOP, ao processo de criar um objecto a partir de uma classe dá-se o nome de instanciação. ○ Usando o exemplo anterior, o objecto "Automóvel do Jorge" seria uma instância da classe "Automóvel".● Os atributos são representados através de variáveis e o comportamento através de métodos. http://www.stanford.edu/class/cs193p/cgi-bin/drupal/downloads-2010-winter
  • Um exemplo concreto: Classe Veículo Atributos: Comportamento: - Cor - Arrancar - Marca - Travar - Modelo - Acelerar - Peso - Buzinar - Vel. Máx. - Encher Depósito - Vel. Actual - *Parado? - Num. Rodas - *Mostrar Estado - Num. lugares - Kilómetros - Litros de Combustvel * Em OOP não temos de nos cingir à realidade :)
  • Um exemplo concreto: Classe Veículo Atributos: Design Phase - Cor - Marca - Modelo - Peso - Vel. Máx. ● Criar uma classe - Vel. Actual - Num. Rodas ○ Veículo - Num. lugares - Kilómetros - Litros de Combustível ● Determinar a "superclass" (classe pai) ○ ObjC => NSObject Comportamento: ○ Java => Object (implicitamente) - Arrancar - Travar - Acelerar ● Que propriedades deve ter a classe? - Buzinar - Encher Depósito - *Parado? ● Que acções deve ela implementar? - *Mostrar Estado
  • Classe Veículo em Java public class Veiculo { // ficheiro Veiculo.java int velMax = 120; // em Km/h int velActual = 0; int numRodas = 4; int numLugares = 5; public void arrancar() { // implementação do método arrancar } public void travar() {//... } public void acelerar() {//... } public void buzinar() {//... } public boolean estaParado() {//... } public void mostrarEstado() {//... } }
  • Encapsulamento● Uma das vantagens da programação orientada a objectos é a de permitir o encapsulamento dos dados/comportamento: ○ Por um lado, permite agrupar numa unidade lógica dados associados a um determinado conceito e operações sobre esses dados. ○ Por outro lado, permite "esconder" informação do exterior, prevenindo erros e estados inconsistentes. ■ (Dentro do possível as classes devem ser implementadas de forma a não ser possível que código externo à classe altere dados, colocando o objecto num estado de erro)
  • Encapsulamento● Estas duas propriedades facilitam o trabalho do programador que utiliza os objectos: tal como no caso das funções, não é necessário compreender o funcionamento interno do objecto para tirar partido dele.● A estruturação de um programa em classes/objectos permite também ao programador definir e restringir as interdependências entre código, tornando-o mais robusto e compreensível.● (Sem objectos teríamos programas em que o estado e comportamento de diferentes componentes estariam todos misturados).
  • Encapsulamento em Java● A linguagem Java não força o encapsulamento na perspectiva do "esconder" a informação do exterior● O programador escolhe: ○ Os atributos podem ser declarados como vísiveis do exterior (access modifier) ■ keyword public ○ Ou podem ser declarados como visíveis apenas pela classe ■ keyword private
  • Java: Variáveis e Métodos de Classe e deInstância ● Apesar de isto não acontecer com objectos no mundo real, em OOP é possível modelar atributos (variáveis) e comportamento (métodos) como pertencentes à classe ou à instância da classe (objecto) ○ Variáveis e métodos de classe: podem ser usados mesmo sem criarmos um objectos dessa classe ○ Variáveis e métodos de instância: apenas podemos usá- los depois de instanciarmos o objecto (caso mais comum) ● Por omissão as variáveis e métodos são de instância, para os tornarmos de classe usamos o "access modifier" ○ static
  • Java: Variáveis e Métodos de Classe e deInstânciapublic classe XPTO { public int var1 = 1; public static int var2 = 2; public void metodo1() { System.out.println("Instancia"); } public static void metodo2() { System.out.println("Static"); }}
  • Java: Variáveis e Métodos de Classe e deInstância ● Para usarmos variáveis/métodos de classe usamos a notação "." directamente no nome da classe XPTO.var2 = 3; XPTO.metodo2(); //XPTO.metodo1(); // Erro!
  • Construtores● Para instanciar um objecto é necessário inicializar os seus atributos (variáveis) e, possivelmente, iniciar outras acções como estabelecer comunicações de rede, inicializar sensores, etc. Este tipo de inicialização só pode ser feita pelo próprio objecto que está a ser instanciado - encapsulamento.● Por isso, quando um objecto é criado, é invocado um método especial chamado construtor.
  • Construtores em Java ● Em Java, o construtor é um método com o mesmo nome da classe, mas sem tipo de retorno. ● Uma classe pode definir vários construtores com parâmetros diferentes (número e/ou tipo). ○ Chamado constructor overloading ● É o nome do construtor (e parâmetros) que colocamos a seguir à keyword new quando criamos um objecto.
  • Construtores em JavaProjecto Java-Construtor public static void main(String args[]) {public class Veiculo { Veiculo v = new Veiculo();// Atributos aqui Veiculo v1 = new Veiculo(130, 0, 3, 2); public Veiculo() { v.mostrarEstado(); velMax = 120; v1.mostrarEstado(); velActual = 0; } numRodas = 4; numLugares = 5; } public Veiculo(int velMax, int velActual, int numRodas, int numLugares) { this.velMax = velMax;this.velActual = velActual;this.numRodas = numRodas;this.numLugares = numLugares; }}
  • Destrutores● Um destrutor é o oposto de um construtor: é um método especial invocado quando o objecto é destruído.● O destrutor é usado para dar oportunidade ao objecto de libertar recursos (por exemplo memória).● Em Java não existem destrutores porque a gestão de memória é feita automaticamente pelo garbage collector. ○ Em Obj-C existem destrutores
  • Herança ● Em muitos casos existe uma relação entre classes diferentes num programa. ● Voltando aos veículos, o nosso programa poderia necessitar de trabalhar com bicicletas e automóveis. ● Apesar de ambos serem veículos, uma parte do estado e alguns comportamentos são completamente diferentes.
  • Herança● Nestes casos, faz mais sentido modelar três classes: Automóvel e Bicicleta como classes derivadas da classe Veículo.● Desta forma, evita-se repetir o estado e comportamento partilhados.● Nesta situação, as classes Automóvel e Bicicleta, herdam o estado e comportamento de Veículo, podendo estendê-los.● A classe Veículo é a superclasse e as classes Automóvel e Bicicleta as subclasses.
  • Herança● As subclasses herdam todos os atributos e métodos da superclasse, excepto os construtores.● O construtor da subclasse deve invocar o construtor da superclasse● (se a superclasse tiver um construtor vazio - sem parâmetros, este é invocado automaticamente).● Para invocarmos o construtor da classe mãe usa-se a instrução ○ super() ○ super(param1, param2, etc);
  • Herança em JavaProjecto Java-Herancapublic class Automovel extends Veiculo {int numPortas;public Automovel() {// Não é necessário, o construtor vazio é invocado automaticamente, se não// o invocarmos nós//super();System.out.println("Automovel()");}public Automovel(int velMax, int velActual, int numRodas, int numLugares) {super(velMax, velActual, numRodas, numLugares);numPortas = 4; System.out.println("Automovel(velMax, velActual, numRodas, numLugares)");}public void abrirPorta() { }public void ligarMotor() { }public void trocarOleo() { }}
  • Method Overriding● Method overriding ("sobreposição de método") é uma funcionalidade das linguagens OOP que permite a uma subclasse definir uma implementação mais específica de um método da superclasse. ○ Por exemplo, a classe Veículo define um método buzinar() com uma implementação genérica para todos os tipos de veículo ("horn"). No entanto, faz mais sentido a uma Bicicleta proporcionar uma implementação mais específica deste método ("ring ring").
  • Method overridingMethod overriding permite àclasse Bicicleta re-implementarum método da classe Veículo.A classe Automóvel, como nãore-implementa o métodobuzinar(), usa a implementaçãode Veículo ("horn").
  • Method overriding em Java Projecto Java-Overriding Automovel a = new Automovel(130, 20, 4, 4); a.buzinar();public class Veiculo { Bicicleta b = new Bicicleta(); // Atributos aqui b.buzinar(); // Construtores // outros métodos public void buzinar() {System.out.println("Buzinar veículo: horn!"); }} public class Bicicleta extends Veiculo{ // Construtores // Outros métodos @Override public void buzinar() { System.out.println("Buzinar bicicleta: ring ring!"); } }
  • Exercício● Reimplementar o problema das operações sobre fracções com objectos● Classe Fraction ○ Atributos: ? ○ Construtores: ? ○ Métodos: 4 métodos para efectuar as 4 operações aritméticas ■ Parametro: outra Fraction ■ Retorno: uma Fraction que resulta da operação da própria com o parâmetro● Classe Calculator ○ Atributos: duas Fraction, um operador (char) ○ Construtores: ? ○ Métodos: 1 método para efectuar a operação correspondente sobre as duas Fraction
  • Exercíciopublic class Fraction {int numerator;int denominator;public void setTo(int n, int d) {this.numerator = n;this.denominator = d;}public Fraction add(Fraction f) {Fraction result = new Fraction();int resultNum, resultDenom;resultNum = this.numerator*f.denominator + this.denominator*f.numerator;resultDenom = this.denominator * f.denominator;result.setTo(resultNum, resultDenom);result.reduce();return result; }
  • Exercíciopublic class Calculator {Fraction operand1, operand2;public Calculator(Fraction frac1, Fraction frac2) {operand1 = frac1;operand2 = frac2;}public Fraction performOperation(char op) {Fraction result = new Fraction();switch(op) {case +:result = operand1.add(operand2);break;case -:result = operand1.subtract(operand2);break;case *:result = operand1.multiply(operand2);break;case /:result = operand1.divide(operand2);break;}return result;}}
  • Exercício Fraction f1 = new Fraction();Fraction f2 = new Fraction();Fraction result;f1.setTo(1, 4);f2.setTo(1, 4);Calculator calc = new Calculator(f1, f2);result = calc.performOperation(+);result.print();
  • Strings ● strings (texto) ● Para guardarmos texto num programa usamos o tipo ○ StringString nome = "Jorge";System.out.println(nome);// aplicado a Strings o operador +// significa concatenaçãonome = nome + " Cardoso";System.out.println(nome);
  • Strings ● As strings em Java são implementadas como objectosString nome = "jorge"; ● é o mesmo quechar data[] = {j, o, r, g, e};String str = new String(data); ● Como as strings são tipos de dados muito comuns, para facilitar a sua utilização, apesar de internamente serem representadas como objectos, podemos nalguns aspectos usá-las como tipos primitivos.
  • Referênciashttp://download.oracle.com/javase/tutorial/java/concepts/http://en.wikipedia.org/wiki/Object-oriented_programminghttp://en.wikipedia.org/wiki/Inheritance_(object-oriented_programming)http://en.wikipedia.org/wiki/Method_overriding
  • FimCursos de Verão na Católica 2011 http://porto.ucp.pt/cvc/ Jorge C. S. Cardoso, Luís Gustavo Martinsjorgecardoso@ieee.org, lmartins@porto.ucp.pthttp://slideshare.net/jorgecardoso (tag: cvc2011)