1 Aula 8 Polimorfismo. 2003/2004 Programação Orientada para Objectos 2 protected Acesso mais...

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Aula 8

Polimorfismo

2003/2004 Programação Orientada para

Objectos2

protected

Acesso mais limitado que public Acesso menos limitado que private Membros com categoria de acesso protected funcionam como private para o público em geral, e como public para as classes derivadas


Objectos3

protected

class A { public: A(int const a) : a(a) {}

protected: int a;};

class B : public A { public: void mostra() const { cout << a << endl; }};


Objectos4

Empregado…

class Empregado { public: Empregado(string const& nome, Sexo const sexo);

string const& nome() const; Sexo sexo() const; void mostra() const;

private: string nome_; Sexo sexo_;};

Empregado::Empregado(string const& nome, Sexo const sexo) : nome_(nome), sexo_(sexo) {}

string const& Empregado::nome() const{ return nome_;}

Sexo Empregado::sexo() const{ return sexo_;}

void Empregado::mostra() const{ cout << “Nome: “ << nome() << endl << “Sexo: “ << sexo() << endl;}


Objectos5

… e Chefe.

class Chefe : public Empregado { public: Chefe(string const& nome, Sexo const sexo, int const nível);

int nível() const;

void mostra() const;

private: int nível_;};

Chefe::Chefe(string const& nome, Sexo const sexo, int const nível) : Empregado(nome, sexo), nível_(nível) {}

int Chefe::nível() const{ return nível_;}

void Chefe::mostra() const{ Empregado::mostra(); cout << “Nível: “ << nível() << endl;}

Classe base.

Classe derivada. é um

Chefe::mostra() ocultaEmpregado::mostra().


Objectos6

Relação de generalização

Empregado

Atributose operaçõesomitidos.

Chefe

Relação degeneralização.


Objectos7

Herança pública

Classe derivada herda membros da classe base Só é necessário definir o que é novo ou especializado

Membros herdados mantêm categoria de acesso Relação é um

Corte (slicing) Ponteiros e referências do tipo da classe base podem-se

referir a objectos de classes derivadas! Ocultação

Classe derivada declara operação com mesmo nome de uma existente na classe base.


Objectos8

Outras relações entre classes

Funciona como um, mas… Herança privada

Membros herdados são privados

Tem um Variável membro Composição

Ser humano tem braços Agregação

Ser humano tem relógio de pulso


Objectos9

Objectivo: tratar empregados e chefes uniformemente

list<Empregado*> pessoal;

pessoal.push_back(new Empregado(“João Maria”,masculino));pessoal.push_back(new Chefe(“Ana Maria”, feminino, 4));

…

for(list<Empregado*>::iterador i = pessoal.begin(); i != pessoal.end(); ++i) (*i)->mostra();

…

for(list<Empregado*>::iterador i = pessoal.begin(); i != pessoal.end(); ++i) delete *i;

Problema: aparece tudo como empregados!

Nome: João MariaSexo: masculino

Nome: Ana MariaSexo: feminino


Objectos10

Objectos

: Empregado

nome_ = “João Maria”sexo_ = masculino

: Chefe

nome_ = “Ana Maria”sexo_ = femininonível_ = 4

pessoal: list<Empregado*>

! !: Empregado* : Empregado*

Ligação.


Objectos11

Operações polimórficas

class Empregado { public: Empregado(string const& nome, Sexo const sexo);

string const& nome() const; Sexo sexo() const;

virtual void mostra() const;


Operação polimórfica ou virtual.

Classe polimórfica.


Objectos12

Operações polimórficas


int nível() const;


private: int nível_;};

Sobreposição: fornecimento de um método especializado para a classe derivada que implementa a operação da classe base.

A assinatura tem de ser exactamente igual!

Classe polimórfica.


Objectos13

Polimorfismo

list<Empregado*> pessoal;

pessoal.push_back(new Empregado(“João Maria”,masculino));pessoal.push_back(new Chefe(“Ana Maria”, feminino, 4));

…

for(list<Empregado*>::iterador i = pessoal.begin(); i != pessoal.end(); ++i) (*i)->mostra();

…

for(list<Empregado*>::iterador i = pessoal.begin(); i != pessoal.end(); ++i) delete *i;

Nome: João MariaSexo: masculino

Nome: Ana MariaSexo: femininoNível: 4

Selecçção do método depende do tipo do objecto e não do tipo do ponteiro.


Objectos14

Distinção entre operação e método

Operação Algo que se pode invocar para uma instância de uma

classe para atingir determinado objectivo Método

Implementação da operação para uma classe concreta Invocação de uma operação leva à execução de um

método Quando há polimorfismo, a invocação de uma

operação pode levar à execução de diferentes métodos


Objectos15

Ligação estática vs. dinâmica

Ligação estática (operações não polimórficas) É o compilador que decide qual o método que é

executado quando se invoca a operação

Ligação dinâmica (operações polimórficas) Só durante a execução do programa é que se

sabe que método é executado, pois depende da classe do objecto e não do ponteiro ou referência


Objectos16

Polimorfismo

Classe derivada não é obrigada a sobrepor versões especializadas dos métodos da classe base: Programador que desenhou classe base entende que

classes derivadas não devem fornecer métodos especializados como implementação dessa operação

Invocação de operações polimórficas usa ligação dinâmica É menos eficiente que invocação de operações não polimórficas


Objectos17

Chefe com subordinados


int nível() const; virtual void mostra() const;

void subordina(Empregado* const subordinado);

private: int nível_; list<Empregado*> subordinados;};

void Chefe::subordina(Empregado* const subordinado){ subordinados.push_back(subordinado);}


Objectos18

Chefe com subordinados

list<Empregado*> pessoal; Empregado* pe = new Empregado("João Maria", masculino); pessoal.push_back(pe);

Chefe* pc = new Chefe("Ana Maria", feminino, 4); pc->subordina(pe); pessoal.push_back(pc);

for(list<Empregado*>::iterator i = pessoal.begin(); i != pessoal.end(); ++i) (*i)->mostra(); …

for(list<Empregado*>::iterator i = pessoal.begin(); i != pessoal.end(); ++i) delete *i;

É invocado o destrutor de Empregado.


Objectos19

Destrutor virtual

class Empregado { public: Empregado(string const& nome, Sexo const sexo); virtual ~Empregado() {}

string const& nome() const; Sexo sexo() const;



Regra: se uma classe é base de uma hierarquia de classes polimórficas, tem de definir um destrutor virtual!

Recomendação: Devem-se explicitar sempre as operações polimórficas (virtual).


Objectos20

Veículos

Conceitos relacionados Um Automóvel é um Veículo Um Motociclo é um Veículo Uma Honda Dominator NX 650 é um Motociclo Um Audi TT é um Automóvel


Objectos21

Veículos: implementação

class Veículo { … };

class Automóvel : public Veículo { … };

class Motociclo: public Veículo { … };

class HondaNX650 : public Motociclo { … };

class AudiTT : public Automóvel { … };


Objectos22

Veículos: representação

Veículo

Automóvel Motociclo

HondaNX650AudiTT

Conceitos abstractos.

Conceitos concretos.


Objectos23

Editor de figuras bidimensionais

class Posição { public: Posição(double const x, double const y);

double x() const; double y() const;

private: double x_; double y_;};

class Dimensão { public: Dimensão(double const largura, double const altura);

double largura() const; double altura() const;

private: double largura_; double altura_;};

class Caixa { public: Caixa(Posição const& posição, Dimensão const& dimensão);

Posição const& posição() const; Dimensão const& dimensão() const;

private: Posição posição_; Dimensão dimensão_;};


Objectos24

Figuras e formas

Figura list<Forma*> figura;

Formas Quadrado Círculo …

Conceitos concretos.

Conceito abstracto.


Objectos25

Classe Forma

class Forma { public: Forma(Posição const& posição);

double área() const; double perímetro() const; Posição const& posição() const; Caixa const caixaEnvolvente() const;

void movePara(Posicão const& nova_posição);

private: Posição posição_;};


Objectos26

Forma: métodos

Forma::Forma(Posição const& posição) : posição_(posição){}

double Forma::área() const{ return ???;}

double Forma::perímetro() const{ return ???;}

Posição const& Forma::posição() const{ return posição_; }

Caixa const Forma::caixaEnvolvente() const{ return ???;}

void Forma::movePara(Posição const& nova_posição){ posição_ = nova_posição; }


Objectos27

Classe Forma

class Forma { public: Forma(Posição const& posição); virtual ~Forma() {}

virtual double área() const; virtual double perímetro() const; Posição const& posição() const; virtual Caixa const caixaEnvolvente() const;

virtual void movePara(Posicão const& nova_posição);


Base de uma hierarquia de classes polimórficas.


Objectos28

Classe Círculo

class Círculo : public Forma { public: Círculo(Posição const& posição, double const raio);

virtual double área() const; virtual double perímetro() const; virtual Caixa const caixaEnvolvente() const;

double raio() const;

private: double raio_;};

Não é polimórfico: não pode ser especializado.


Objectos29

Círculo: métodos

Círculo::Circulo(Posição const& posição, double const raio) : Forma(posição), raio_(raio) {}

double Círculo::área() const{ return 2.0 * pi * raio(); }

double Círculo::perímetro() const{ return pi * raio() * raio(); }

Caixa const Círculo::caixaEnvolvente() const{ return Caixa(Posição(posição().x() - raio(), posição().y() - raio()), Dimensão(2.0 * raio(), 2.0 * raio()); }

double Círculo:: raio() const{ return raio_; }


Objectos30

Classe abstracta Forma

class Forma { public: Forma(Posição const& posição); virtual ~Forma() = 0;

virtual double área() const = 0; virtual double perímetro() const = 0; Posição const& posição() const; virtual Caixa const caixaEnvolvente() const = 0;

virtual void movePara(Posicão const& nova_posição);


Operações abstractas.Operações abstractas.

Classe abstracta: classe com operações abstractas.

Destrutor abstracto.


Objectos31

Forma: métodos

Forma::Forma(Posição const& posição) : posição_(posição){}

Forma::~Forma(){}

Posição const& Forma::posição() const{ return posição_; }

void Forma::movePara(Posição const& nova_posição){ posição_ = nova_posição; }

Apesar de abstracto, o destrutor tem de ser implementado.

Classes abstractase operações abstractas ou puramente virtuais em itálico.

Alternativamente pode-se usar:

Forma {abstract}

-posição_: Posição

«constructor»+Forma(posição: Posição)«query»+área(): double+perímetro(): double+Posição(): Posição+caixaEnvolvente(): Caixa«update»+movePara(nova_posição: Posição)

«query» = inspector

«update» = modificador

Quadrado Círculo

-raio_: double

«constructor»+Círculo(posição: Posição, raio: double)«query»+área(): double+perímetro(): double+caixaEnvolvente(): Caixa+raio(): double

Forma


Objectos33

Mais algumas notas...

Uma declaração de uma rotina membro indica a presença de uma operação da classe

Uma definição de uma rotina membro indica a presença de um método que implementa uma operação da classe

Uma operação abstracta não precisa de ser definida Uma classe que declare uma operação abstracta, diz-se também uma

classe abstracta Uma classe sem quaisquer operações abstractas é uma classe concreta Uma classe derivada que herde das classes base operações abstractas,

só é concreta se fornecer métodos que implementem cada uma dessas operações

Uma classe abstracta não pode ser instanciada


Objectos34

Aula 8: Sumário

Categorias de acesso: acesso protegido Polimorfismo e operações polimórficas ou virtuais

Operações polimórficas Destrutores polimórficos Ligação estática vs. dinâmica Distinção entre operação e método

Classes e operações abstractas Operações abstractas ou puramente virtuais Classes abstractas Classes concretas

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