Orientação a Objetos em Java. LPGII - Java. Orientação a Objetos em Java. Definição de classes. Membros de Classe

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LPGII - Java

Orientação a Objetos em Java

Roberto Vedoato [email protected]

Orientação a Objetos em Java 2

Orientação a Objetos em Java

Definição de classes Criação de objetos Herança

Polimorfismo Ligação Dinâmica

Uso de Bibliotecas (packages)

Compatibilidade entre classes (casting) Operador instance of

Modificadores: final, static e abstract Interfaces

Definição de classes

Classe é o único meio de criar novos tipos de dados Formato geral de classe:

class nome {

// declaração de atributos (campos do objeto) //definição de métodos (funções/comportamento) }

Membros de Classe

Variáveis de instância

definem a estrutura dos objetos derivados da classe podem ser de tipo simples ou derivado de outra classe

Variáveis de classe (static)

compartilhada por todos os objetos da classe são alocadas quando a classe é carregada

Constantes (final) Métodos

funções/procedimentos que implementam o comportamento dos objetos da classe;

Construtor

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Exemplo

class Circulo {

float xpos, ypos, raio; // variáveis de instância

static int numCirc; // variável de classe

void defOrigem (float x, float y) // métodos { xpos = x; ypos = y ; }

void defRaio ( float r) { raio = r ; }

float calcArea ( )

{ return 3.1416 * raio * raio ; } }

Modificadores de Acesso

membros de classe podem ter restrição de acesso

private, protected, public

estabelecida por atributos de visibilidade

public -

sem restrições

acessível em qualquer classe

protected

acessível na própria classe e nas classes filhas

private

acessível apenas na própria classe

classes devem ser declaradas public ou protected

Exemplo

class Circulo {

private float xpos, ypos, raio; // variáveis de instância public void defOrigem (float x, float y) // métodos

{ xpos = x; ypos = y ; }

public void defRaio ( float r)

{ raio = r ; }

public float calcArea ( )

{ return 3.1416 * raio * raio ; } }

Criação de Objetos

Objetos são instâncias de classe, alocados

dinamicamente

Saõ criados através do operador new que chama o

construtor da classe

Construtor aloca espaço de memória para objeto Variáveis do tipo classe são ponteiros para objetos da

classe

Exemplo

class Circulo { … }; // declara classe

Circulo circ ; // declara variável do tipo da classe circ = new Circulo( ); // cria objeto

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Construtores

Servem para criar e iniciar novos objetos

Construtor aloca memória (e inicia), não retorna valor Valores para iniciar são passados como parâmetros Uma classe pode ter um ou mais construtores de

objetos

São declarados com o mesmo nome da classe Construtores devem ser definidos como public

Caso não haja um construtor explícito Java executa o

construtor pai por padrão

Exemplo

class Circulo {

// atributos de instância private float xpos,ypos,raio;

// construtores public Circulo ( )

{ xpos = 0; ypos = 0; radius = 0 ; }

public Circulo (float x, float y, float r) {xpos = x; ypos = y; radius = r ; }

// método

public float calcArea ( )

{ return 3.1416 * raio * raio ; } }

Exercício – Sobrecarga de Construtor

Considere a classe abaixo, teste a criação de objetos

com os três construtores, imprima na tela os valores dos atributos e explique os resultados

class Exemplo04 { int x, y;

public Exemplo04(int num1) { x = num1;

y = num1 * 2; }

public Exemplo04(int num1, num2) { x = num1;

y = num2; }

public static void main (String args[ ]) { Exemplo04 obj1 = new Exemplo04(); System.out.println(“x = “ + obj1.x); System.out.println(“y = “ + obj1.y); Exemplo04 obj2 = new Exemplo04(2); System.out.println(“x = “ + obj2.x); System.out.println(“y = “ + obj2.y); Exemplo04 obj3 = new Exemplo04(2,5); System.out.println(“x = “ + obj2.x); System.out.println(“y = “ + obj2.y); }

}

Herança

Java implementa herança simples

Object é a classe raiz de todas as classes, fornece o

comportamento básico de todas as classes

Todas as classes do usuário são obtidas por especialização de

classes do ambiente Java

Subclasse herda os componentes da superclasse pode adicionar novos componentes;

não pode remover definições da superclasse pode redefinir métodos

Object classes de

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Definição de Subclasses

Superclasse deve ser indicada na declaração da classe

Exemplo: class Frame extends Window { . . . }

Superclasse omitida na declaração da classe significa

que a classe é subclasse direta de Object

Exemplo: class Circulo {. . . }

Método redefinido em subclasse

redeclaração esconde componente herdado

super traz o componente herdado de volta ao escopo

Redefinindo Métodos

public class Square { double lado;

public double area ( )

{ return lado*lado ; } }

public class Rectangle extends Square { double altura;

public double area ( ) { return lado*altura ; } } Rectangle Square lado area() altura area()

Chamada a Métodos

chamada de método (envio de mensagem)

<nome_objeto> . <nome_método> ( <params> )

Exemplo de chamada a método de instância:

class Janela extends Frame {. . . } // define classe

Janela tela1 = new Janela( ); // declara e cria objeto tela1.show( ); // envia mensagem

Chamada a Métodos da Superclasse

Quando método é prefixado com super, a procura

inicia na superclasse imediata à classe que contém o método

class Janela extends Frame { void paint( ); { . . . super.paint( ); . . . } } Frame Janela paint() paint()

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Chamada a Métodos da Superclasse

Dentro de um método,

this

identifica o próprio

objeto para o qual a mensagem foi enviada

class Cilindro {

float xpos, ypos, raio, altura;

public float calcArea ( )

{ return 3.1416 * raio * raio ; }

public float calcVolume ( )

{ return this.calcArea() * altura ; }

Sobrecarga

class Base{ int i = 1; String teste() { return "Base"; } }

class Derivada extendsBase{ int i = 2; String teste() { return "Derivada"; } } Base int i=1; String teste() Derivada int i=2; String teste()

Exercício

Crie a aplicação TesteHerança. Quais serão os resultados? class TesteHeranca {

public static void main (String arg[]) { Base base = new Base();

Derivada derivada = new Derivada(); Base baseDerivada = new Derivada(); int x = base.i;

int y = derivada.i; int z = baseDerivada.i; String xfun = base.teste(); String yfun = derivada.teste(); String zfun = baseDerivada.teste(); System.out.println("Teste de Herança");

System.out.println(“Atributos = "+x+" - "+y+" - "+z); System.out.println("Metodos = "+xfun+" - "+yfun+" - "+zfun); }

Teste de Herança Atributos = 1 - 2 - 1

Metodos = Base - Derivada - Derivada

Encadeamento de Construtores

Um construtor pode chamar outro construtor, isto se

chama “encadeamento de métodos construtores”

Caso não haja um construtor explícito Java prove um

construtor padrão

Primeiro comando de construtor é uma chamada a

outro construtor

da mesma classe por this ( ) da superclasse por super ( )

Construtor que não contém tal chamada, inclui

implicitamente chamada super ( )

uma cadeia completa de construtores é chamada até a raiz

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Exercício

class SuperClasse { SuperClasse() { System.out.println("Construtor SuperClasse"); } void teste() { System.out.println("Metodo SuperClasse");} }

class SubClasse extends SuperClasse { SubClasse() {

System.out.println("Construtor SubClasse"); } void teste() {

System.out.println("Metodo SubClasse"); } }

Exercício

Crie a aplicação TesteHerança2. Qual é o resultado?

class TesteHeranca2 {

public static void main (String arg[]) {

System.out.println(“Teste de Heranca 2”); Subclasse sub = new Subclasse();

sub.teste(); }

}

Curiosidades sobre Construção de Objetos

Seqüência de execução na chamada de um construtor

1. Inicialização default de campos de dados (0, null, false)

2. Chamada recursiva ao construtor da superclasse (até Object)

2.1 Inicialização default dos campos de dados da superclasse

(recursivo, subindo a hierarquia)

2.2 Inicialização explicita dos campos de dados

2.3 Execução do conteúdo do construtor (a partir de Object,

descendo a hierarquia)

3. Inicialização explícita dos campos de dados 4. Execução do conteúdo do construtor

Curiosidades sobre Construção de Objetos

Evite chamar métodos locais dentro de construtores

Construtor (qualquer um da hierarquia) sempre usa versão sobreposta do método

Isto pode trazer resultados inesperados se alguém

estender a sua classe com uma nova implementação do método que

Dependa de variáveis da classe estendida

Chame métodos em objetos que ainda serão criados (provoca NullPointerException)

Dependa de outros métodos sobrepostos

Use apenas métodos finais em construtores

Métodos declarados com modificador final não podem ser sobrepostos em subclasses

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Destruição de Objetos

Java desaloca objetos através do garbage collector Referência a objeto pode ser removida atribuindo a

null

memória alocada para objeto não é liberada de

imediato

Garbage colletor executa em baixa prioridade Desejando-se realizar outras ações associadas à

destruição de objetos (exemplo: fechar arquivos): método finalize

finalize chamado pelogarbage collector antes do

objeto ser destruído

void finalize ( ) { . . . }

Orientação a Objetos em Java 26 Curiosidades sobre Destruição de Objetos

Objetos são destruídos automaticamente pelo garbage

colector quando perdem sua referência, porém, o sistema garbage colector não faz finalização

Método finalize(), herdado de Object, teoricamente permite ao programador controlar a finalização de qualquer objeto

finalize() não funciona 95% das vezes - não use! Se precisar de finalização, coloque seu código em um bloco try {...} finally {...}

O Uso de Bibliotecas

As classes Java são agrupadas em pacotes O pacote padrão é: java.lang

Classes que pertencem a outros pacotes devem ser

importadas

O comando import carrega arquivos .class Exemplos de importação

import java.awt.Rectangle; import java.awt.*;

Modificadores de Acesso

Acesso dentro do package onde a classe foi declarada

não não private sim sim protected sim sim public sim sim default

Acessível (atributos e métodos) Herança (métodos)

Modificador

Acesso fora do package onde a classe foi declarada

não não private sim sim protected sim sim public não não default

Acessível (atributos e métodos) Herança (métodos)

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Modificadores de Acesso - Exercício

Crie uma classe pai, ClassePai, com atributos (a,b) e

métodos (alteraA, alteraB), privados (a, alteraA) e

públicos (b, alteraB). Crie uma classe filha,

ClasseFilha, que possua métodos para tentar:

Ler o atributo a e o atributo b Alterar o atributo a e o atributo b

Chamar o método alteraA e o método alteraB

Verifique se é verdadeira a afirmação de que métodos

e atributos privados não são herdados.

Observação: não utilize super

Compatibilidade de Classes

um objeto pode ser atribuído a qualquer objeto da

mesma classe ou de superclasse

Figura f1, f2; f1 = new Figura(); f2 = f1 ;

Retangulo r = new Retangulo (); f1 = r ; // é possível? r = f2; // é possível? Object Figura Retangulo RoundRet Elipse

Compatibilidade de Classes - Exemplo

Retangulo ret = new Retangulo( ); Figura fig = new Figura ( ); Object obj = new Object ( );

RoundRet round = new RoundRet ( ); Elipse eli = new Elipse ( );

fig = eli; obj = round;

ret = fig; // erro de compilação fig = new Retangulo( );

ret = (Retangulo) fig; // casting torna atribuição correta Object Figura Retangulo RoundRet Elipse

Operador

instanceof

Operador para investigar a classe de um objeto Resulta true se o objeto é da classe ou de subclasse

<objeto> instanceof <classe>

Exemplo:

Figura[] fig = new Figura[3]; fig[0] = new Retangulo( ); fig[1] = new Elipse( ); fig[2] = new RoundRect( );

fig[0] instanceof Figura // retorna true fig[2] instanceof Retangulo //retorna true fig[1] instanceof Retangulo //retorna false

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Exercício

1. Escreva uma classe Ponto

contém x e y que podem ser definidos em construtor métodos getX() e getY() que retornam x e y

métodos setX(int) e setY(int) que mudam x e y

2. Escreva uma classe Circulo, que contenha

raio inteiro e origem Ponto

construtor que define origem e raio método que retorna a área

método que retorna a circunferência use java.lang.Math.PI (Math.PI)

3. Crie um segundo construtor para Circulo que aceite

um raio do tipo int e coordenadas x e y

Modificadores

Modificadores funcionam como delimitadores de

características

Final Static Abstract

Modificador Final

Variáveis final

são constantes, não podem ser modificadas Exemplo: final double PI = 3.14159265;

Métodos final

não podem ser redefinidos nas subclasses

Classes final

não podem ser especializadas

todos os métodos são considerados final Exemplo:

final float Consulta(String num) { ...}

Modificador Static

Uma classe pode conter membros de classe (atributos

e métodos), sendo

compartilhados por todos os objetos daquela classe alocados quando a classe é carregada

Podem ser acessados diretamente, sem necessidade

da existência de um objeto. Exemplos:

NomedaClasse.variavelestatica = 12; NomedaClasse.metodoestatico;

Métodos estáticos podem referenciar apenas métodos

estáticos e não podem referenciar operadores this e

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Modificador Static

Exemplo:

class Pessoa {

static int numpessoas = 0; int id; Pessoa () { id = numpessoas; numpessoas++; } ... } Pessoa p1 = new(Pesssoa);

p1.numpessoas++; // mesmo efeito que abaixo Pessoa.numpessoas++;

Static Initializer

Para iniciar variáveis de classe, inicializers são

executados automaticamente na carga da classe

Exemplo:

static double[] sin256 = new double [256]; static {

for (int i=0; i <256; i ++)

sin256[i] = Math.sin ( i/256*2Math.PI); }

Não é função, não tem argumentos

Uma classe pode ter vários static initializers, sendo

executados na ordem em que aparecem

Perguntas

Porque um método estático não pode referenciar

elementos que não sejam estáticos ?

Em que situação um método final pode ser útil ?

Modificador Abstract

Indica classe ou método abstrato, com o objetivo de

definir generalizacões especializar em subclasses

classe abstrata: pelo menos um método abstrato método abstrato: sem corpo, apenas assinatura

Exemplos:

public abstract class Number

(superclasse de Integer, Double, Float) public abstract int intValue()

public abstract float floatValue() public abstract double doubleValue()

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Modificador Abstract

Classes abstratas

definem protocolos para hierarquia, fornecendo apenas modelos de comportamento

representam generalizações

contém pelo menos um método abstrato

Métodos abstratos

método sem corpo (sem implementação, apenas assinatura)

representa comportamento comum a todas subclasses, mas com distinta implementação em cada subclasse métodos abstratos são implementados em subclasses

Modificador Abstract

Classe contendo método abstrato não pode ser instanciada Construtores e métodos private ou static não podem ser

declarados como abstract

Declaração de classes e métodos abstratos:

abstract public class <nome_classe>

{ // pelo menos um método abstrato . . .

}

abstract public <tipo_retorno > <nome_método >( ) ;

Interfaces

Classe na qual todos os métodos são abstratos coleção de métodos abstratos

Simula herança múltipla

Constituem-se, estritamente, em modelos de comportamento Não podem ser instaciadas

Variáveis não podem ser herdadas de uma Interface

Todos os métodos de interface devem ser publicos e abstratos Uma classe implementa uma interface quando indicada pela

palavra implements

Uma classe pode implementar várias interfaces

Hierarquia de interface não é relacionada com a hierarquia de

classes

Interfaces

Exemplo

public class Printer// classe concreta { . . . }

public interface Copier

{ public void copyDoc (Doc d ) ; }

public interface Fax

{ public void transmitDoc (Doc d ) ; }

Public class MultiFunctionPrinter extends Printer

implements Copier, Fax { public void copyDoc (Doc d) { // implemta concreta }

public void transmitDoc (Doc d) {//implemta concreta } }

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Interfaces

Uma classe que implementa uma interface não herda,

apenas promete implementar os métodos definidos na interface (implements)

O modificador abstract não deve ser usado na

declaração dos métodos

Vantagem do uso de interfaces:

definição de protocolos para classes abstratas sem se preocupar com detalhes de implementação

compartilhar uma mesma interface com várias classes simular herança múltipla

Perguntas

Interfaces podem ser especializadas?

Interfaces formam hierarquias independentes? São derivadas da classe Object?

Classes Abstratas X Interfaces

Questões semânticas

Quando usar uma ou outra

Exemplo:

Célula de uma planilha

Deve manipular tipos como String, Float, Data, etc... Possíveis soluções:

Definir métodos no ancestral comum

Criar um novo ancestral e redefinir tipos presentes na célula da

planilha.