Orientação a Objetos (Marcelo Bezerra de Alcantara) 1 Orientação a Objetos & UML Professor...

Orientação a Objetos (Marcelo Bezerra de Alcantara) 1

Orientação a Objetos & UML

Professor Marcelo Bezerra de Alcântara


Agenda

Parte I: Orientação a Objetos• Módulo 1 - Introdução• Módulo 2 - Classes x Objetos• Módulo 3 - Relacionamentos• Módulo 4 - Herança e Polimorfismo


Parte I: Orientação a Objetos

Módulo 1Introdução


Agenda

Módulo 1 – Introdução• Análise Estruturada• Motivação• Análise Estruturada x Orientação à Objetos• Abstração• Definição• Características

Parte I: OO / Módulo 1: Introdução


Análise estruturada

Criada nos anos 60/70• Guerra Fria• Grandes Projetos• Ambientes de Grande Porte• Pouca maturidade em Programação




O objetivo principal era fazer com que o pessoal de sistemas pensasse antes de agir;

Tentativa de impor alguma ordem à natureza acidental da construção de programas;

Produziu um modelo rigorosamente seqüencial;• análise;

• O que ?

• projeto;• Como

• implementação.




Tradicionalmente, a literatura tratava análise, projeto e implementação como atividades diferentes e, até certo ponto, desconexas pois tinham:• diferentes métodos;• diferentes notações e• diferentes objetivos.

Na necessidade de especificar o que está prestes a ser implementado tratavam a análise e o projeto como as únicas coisas que realmente interessam. A implementação seria apenas algo inevitável.



Motivação - Orientação a objetos

Crise do software e necessidade de mudar Surgiu a idéia da orientação a objetos que

representa melhor o mundo real, uma vez que a percepção e o raciocínio do ser humano estão relacionados diretamente com o conceito de objetos.

Objetivo principal da utilização do paradigma da Orientação a Objetos, na construção de software:• Rápido

• não perder muito tempo no desenvolvimento

• Barato• linhas de montagem e reutilização de código

• Flexível• fácil modificar ou estender



Estruturada x OO

Com a orientação a objetos procura-se eliminar as diferenças entre as etapas de análise, projeto e implementação, reabilitando a difamada tarefa de implementação

O segredo é fazer com que os conceitos de programação, e as notações para programação, sejam suficientemente de alto-nível para que possam servir apropriadamente como ferramentas de modelagem.



Estruturada x OO

Catálogo Bibliotecário

Livro Biblioteca

Sistema

Registrar empréstim

os

Adicionar recursos

Relatar multas

A/P orientados a objetos

Decompor por objetos ou conceitos

A/P estruturados

Decompor por funções ou processo

Sistema de informação de bibliotecas



Definição

Uma nova maneira de pensar os problemas utilizando modelos organizados a partir de conceitos do mundo

real. O componente fundamental é o objeto que combina estrutura e comportamento em uma única

entidade.

(Rumbaugh)



Características

Software desenvolvido como hardware

Facilita o reuso

Permite um nível mais elevado de abstração

Linguagem padrão de representação: UML



Motivação - Orientação a Objetos

Conceitos Chaves• Abstração• Encapsulamento• Polimorfismo• Identidade

Mecanismos Básicos• Objetos• Atributos• Métodos ou Serviços• Relacionamentos• Herança



Abstração



Abstração

Processo de identificar as qualidades ou propriedades importantes do fenômeno sendo modelado.

(Carlo Gezzi/ Mehdi Jazayeri)


Uma abstração descreve as características essenciais de um objeto; aquelas que o distinguem de todos os

outros tipos de objeto e fornece assim, para aquele que analisa um sistema, fronteiras conceituais bem

definidas.(Booch)


Abstração

Nesta fase tenta-se retirar elementos e requisitos que irão ajudar na resolução de um problema;

É o processo de retirar do domínio do problema os detalhes relevantes e representá-los não mais em uma linguagem do domínio e sim na linguagem da solução.

O sucesso de um Programa Orientado a Objeto está condicionado a uma boa abstração do problema.



Abstração


No paradigma da Programação Estruturada identifica-se as funções como sendo "operações abstratas que resolvem um problema de programação", ou seja, ocorre a abstração de procedimentos.

No paradigma da Orientação a Objetos, tem-se a Abstração de Dados, onde uma estrutura de dados deve incluir as operações que ocorrem com ela.


Encapsulamento


É a propriedade de se implementar dados e procedimentos correlacionados em uma mesma entidade (objeto).

Trata-se de uma das principais vantagens da Programação Orientada a Objetos sobre a Programação Estruturada, principalmente na reutilização de códigos.


Encapsulamento

Código. . .. . .

Código. . .. . .

Código. . .. . .

Dado Dado DadoDadoProgramação estruturada

Código. . .. . .

Dado

Código. . .. . .

Dado

Código. . .. . .

Dado

Orientação a Objetos



Encapsulamento


Pode-se entender intuitivamente o significado de encapsulamento quando se observa o mundo real. Nos objetos do mundo real, atributos e ações são inerentes ao próprio objeto.

Exemplo :• A um automóvel estão associados tanto atributos (modelo,

kilometragem, cilindradas, capacidade do tanque de combustível, etc), quanto suas potencialidades (velocidade média, consumo de combustível, etc).


Polimorfismo


O significado da palavra, originada do grego, é o de "possuir várias formas".

Na A.O.O. é usado para indicar a propriedade de se utilizar o mesmo nome para métodos diferentes.

Uma vantagem do polimorfismo é a relativa facilidade de manutenção e extensão dos programas.

A idéia de polimorfismo está ligada com a indicação de que os atributos só devem ter seus valores alterados por métodos da sua classe.


Polimorfismo

objGeral.getNI();

P essoa

NI

getNI()

P essoaFis ica

getNI()

P essoaJuridica

getNI()



Identidade

Característica peculiar de um objeto que denota a existência em separado do objeto, mesmo que ele tenha os mesmos valores de atributos de outro objeto

Uma identificação única de cada objeto

Nome: RicardoSérie: 2ªTurma: A





Módulo 2Classes x Objetos


Agenda

Módulo 2 – Classes x Objetos• Objetos• Classes• Classes x Objetos• Mensagens• Atributos• Operações• Encapsulamento

Parte I: OO / Módulo 2: Classes x Objetos


Classes e Objetos

• Objeto:

Conjunto de dados e procedimentos relacionados utilizados para modelar coisas ou conceitos

• Classe:

Arcabouço que serve de molde para a criação de objetos. Define os dados e procedimentos comuns a todos objetos da classe



Objetos

• Nosso mundo é um mundo de objetos, para se convencer disso basta tropeçar neles (Castanheda)



• Tem atributos, estado, comportamento e identidade

Objetos ...



Objetos ...

• Os atributos de um objeto definem as qualidades e características da entidade que ele representa

• O estado de um objeto é o particular conjunto de valores de seus atributos em um dado momento

• O comportamento de um objeto é definido pelas alterações do seu estado em resposta a mensagens que ele recebe (interação com outros objetos)



Objetos ...

• Ex: – uma árvore pode ser grande ou pequena, nova ou velha,

frutífera ou não, etc.

– produz clorofila, gás carbônico, sombra, faz fotosíntese

– pode estar doente ou não, com ou sem folhas



Classes

• Classes definem elementos de mesma natureza

• Modelam características comuns a estes

• Ex: árvores

classe árvore

objeto árvore

objeto árvore

objeto árvore



Classes x Objetos


Nome: MafaldaSérie: 1ªTurma: B


Nome: AndréSérie: 1ªTurma: B


Classe

Objeto

ObjetoObjeto

Objeto


Classes x Objetos

public class Aluno

{

private String nome;

private String serie;

private String turma;

public String getNome()

{

return nome;

}

public void setNome(String nome)

{

this.nome = nome;

}

...

}


public void teste()

{

Aluno mafalda = new Aluno();

Aluno ricardo1 = new Aluno();

Aluno ricardo2 = new Aluno();

mafalda.setNome("Mafalda");

mafalda.setSerie("1ª");

mafalda.setTurma("B");

ricardo1.setNome("Ricardo");

ricardo1.setSerie("2ª");

ricardo1.setTurma("A");

ricardo2.setNome("Ricardo");

ricardo2.setSerie("2ª");

ricardo2.setTurma("A");

...

}

Classe

Objetos


Instâncias

• Objetos são instâncias de classes

• Os atributos e métodos de uma classe tornam-se disponíveis em cada objeto instanciado

Classe FuncionárioClasse FuncionárioNomeCargo

ObjetosObjetosNome1Cargo1

Nome2Cargo2

Nome3Cargo3



Instâncias ...

• Uma classe declara os elementos que compõe um objeto

• A declaração não aloca memória: a classe é usada apenas para modelar as características de um conjunto de objetos

• A instanciação de um objeto de uma classe provoca a alocação de memória para conter os seus atributos



Atributos

Representam os dados do objeto


Visibilidade• Pública

• Todos os objetos têm acesso

• Faz parte da interface da classe

• Protegida• Acessado por operações da classe e de suas

filhas

• Privada• Só acessado de dentro da própria classe


Variáveis de Instância

• Os atributos dos objetos são definidos por variáveis.

• As variáveis de instância definem atributos que podem receber diferentes valores em objetos distintos.

• Cada objeto tem sua própria variável de instância



Variáveis de Instância

• Ex: – na classe funcionário, cada objeto instanciado modela

uma pessoa que tem seu próprio nome

– nome é, portanto, uma variável de instância

JoãoCargo1

CarlosCargo2

SilviaCargo3



Variáveis de Classe

• Atributos comuns a todos os elementos da classe são armazenados em variáveis de classe

• Uma variável de classe armazena informações sobre a classe inteira, não apenas sobre um determinado objeto

• Ex: – na classe funcionário, o número de funcionários de uma

empresa seria uma variável de classe, pois não se refere a nenhum funcionário em particular



Classes x Instâncias

• Ex: uma empresa com 3 funcionários :

Variável de ClasseVariável de Classe

NomeCargo

Variáveis de InstânciaVariáveis de Instância

JoãoCargo1

CarlosCargo2

SilviaCargo3

Total: 3



Classes x Instâncias

• Ex: membros de uma família

Sobrenome: SilvaIdade

Aldo23

Sexo

Masc

Bea10

Fem

Ido88

Masc

Aldo Silva Bea Silva Ido Silva

Variável de Classe:nome de família

Variável de Classe:nome de família

Nome



Métodos

• O comportamento de um objeto é definido a partir de procedimentos que alteram seu estado

• Em OO estes procedimentos são chamados de métodos

• Métodos são equivalentes a funções em C ou C++, com a diferença que são definidos no escopo de uma classe



Métodos ...

• Objetos comunicam-se entre si através de métodos

• Através dos métodos é possível:– consultar os valores de atributos (variáveis) de um

objeto

– alterar o valor de atributos do objeto

– solicitar um serviço ao objeto

– fornecer informações ao objeto



Métodos ...

• Ex:– comportamento de um funcionário :

• informa seu nome

• informa seu cargo

• toma cafezinho

• executa um trabalho

• dorme

• reclama

• etc.



Métodos

Tipos• Construtora

• Operação que cria e/ou inicializa um objeto• Primeira operação executada• Executada no momento em que o objeto é instanciado

• Seletora• Pode ler, mas não alterar o estado do objeto

• Modificadora• Pode alterar o estado do objeto

• Destrutora• Operação que finaliza um objeto• Última operação executada• Executada no momento em que o objeto é destruído



Métodos

Visibilidade• Pública• Protegida• Privada

Parâmetros• Recebidos através da mensagem• Exemplo: parâmetros Altura e Largura na

operação CalcularAreaRetangulo

Tipo de Retorno• Tipo do valor retornado opcionalmente para o

objeto invocador• Exemplo: tipo de retorno float da operação

CalcularAreaRetangulo




Módulo 3Relacionamentos


Agenda

Módulo 3 – Relacionamentos• Associação• Agregação• Composição• Dependência

Parte I: OO / Módulo 3: Relacionamentos


Associação

Relacionamento entre objetos de classes independentes

Dependência estrutural

Associação Unária



Associação

Associação Binária

Associação Ternária



Associação

Classe de Associação• Existência de atributos ou operações próprios da associação



Agregação

Caso particular da Associação

Relacionamento do tipo todo-parte

Agregação por referência• Um atributo na classe “todo” é uma referência para um

objeto da classe “parte”



Composição

Caso particular da Agregação

Não faz sentido a existência do objeto “parte” sem a existência do objeto “todo”

Agregação por valor• O objeto “parte” é um atributo contido no objeto “todo”



Dependência

Dependência comportamental

Uma classe depende de algum serviço oferecido pela outra

Uma alteração na classe independente pode afetar a classe dependente




Módulo 4Herança e Polimorfismo


Agenda

Módulo 4 – Herança e Polimorfismo• Herança• Classes Abstratas• Redefinição• Polimorfismo

Parte I: OO / Módulo 4: Herança e Polimorfismo


Herança de Classes

• Classes podem ser organizadas na forma de uma árvore genealógica

• Assim como seres vivos herdam características de seus projenitores, classes herdam o comportamento e atributos de outras classes

• A classe filho é chamada de subclasse e a classe pai de superclasse



Herança ...

• A herança permite estruturar o programa, fatorando características comuns

• As subclasses podem ser especializadas de forma a incorporar outros atributos e comportamentos (diferentes da superclasse)

• Uma subclasse contém todas as características de uma superclasse, mas o inverso não é verdadeiro– todos os homes são animais, nem todos os animais são

homens



Herança

As subclasses herdam atributos, operações e relacionamentos da superclasse

É possível redefinir o que foi herdado


Superclasse

Subclasse


Classes Abstratas

Não podem ser instanciadas Servem para modelar os atributos, operações e

relacionamentos comuns de uma hierarquia de classes

Os objetos da hierarquia são instanciados a partir das subclasses



Redefinição

Redefinição de métodos da classe pai



Herança ...

Classe

Classe Classe

Classe Classe

ObjetoObjeto ObjetoObjeto

mensagem

métodoresolução de chamada de métodoresolução de chamada de método



Herança ...

Classe

Classe Classe

Classe Classe

ObjetoObjeto ObjetoObjeto

mensagem

métodoMascarando métodosMascarando métodos

método

este método respondeeste método responde



Polimorfismo

Muitas “formas” Mesma operação se comporta de forma diferente

dependendo do tipo do objeto Ligação tardia (late binding)


Figura

Circulo

Triangulo

Retangulo

RetanguloColorido

desenhar()


Exercício

Exercícios



Exercício


Qual a diferença entre Análise Estruturada e Análise Orientada a Objetos;

Cite exemplos de operações polimórficas; O que é encapsulamento? Qual a relação entre Objetos e Classe? Quais os tipos de visibilidade existentes para atributos

e métodos? Qual a diferença entre atributo de instância e atributo

de classe? Cite um exemplo de associações de agregação e

composição; O que são classes abstratas? Cite um exemplo do uso de herança;

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