1 Programação Orientada para Objectos ETI e IGE ISCTE

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Programação Orientada para Objectos

ETI e IGE

ISCTE

2003/2004 Programação Orientada para

Objectos2

Docentes

Ricardo Ribeiro Ricardo.Ribeiro@iscte.pt Gabinete D6.21 Cacifo 292

Responsável: Prof. Manuel Menezes de Sequeira

2003/2004 Programação Orientada para

Objectos3

Informação

http://iscte.pt/programacao/p2/ http://br.groups.yahoo.com/group/poo-iscte/ poo-iscte@yahoogrupos.com.br Diapositivos das aulas teóricas Resumos das aulas práticas

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Objectos4

Avaliação

Problema: 10% Em grupo

Trabalho final: 40% Entrega intermédia: avaliação negativa = -3 valores Entrega final: trabalho completo Em grupo com discussão individual

Frequência: 50% Individual sem consulta: nota mínima 7

Grupos: 2 alunos

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Objectos5

Objectivos

Conhecer os princípios básicos da resolução de problemas usando diversos paradigmas de programação.

Ter conhecimentos sólidos da linguagem C++ e conhecimentos básicos da sua biblioteca padrão.

Saber desenhar estruturas de dados e respectivos algoritmos em C++.

Saber lidar com erros durante o desenvolvimento e fazer programas com um comportamento razoável face a erros.

Ser capaz de planear a resolução dos problemas, analisando, desenhando e implementando correctamente os correspondentes programas.

Ter conhecimentos elementares sobre a linguagem UML.

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Aula 1

Modularização física e em pacotes

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Objectos7

Divisão de um programa

Mais fácil dividir trabalho Permite divisão lógica do programa de

acordo com objectivo das ferramentas Construção do executável acelerada Facilita reutilização de código

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Objectos8

Modularização

Procedimental: rotinas Funções e procedimentos

De dados: classes Classes

Física: módulos físicos (ou módulos) Ficheiros

Em pacotes: pacotes Espaços nominativos

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Objectos9

Modularização procedimental

Módulos são rotinas que modularizam algoritmos: Caixas pretas que separam interface de

implementação: interface: cabeçalho implementação (mecanismo): corpo

Escondem implementação (encapsulamento): consumidor da rotina limita-se a invocá-la

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Objectos10

Modularização de dados

Módulos são classes que modularizam dados e respectivas operações: Caixas pretas que separam interface de

implementação: interface: operações públicas (e restantes membros

públicos) Implementação: métodos e membros privados

Escondem a implementação (encapsulamento): consumidor da classe limita-se a usá-la

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Objectos11

Modularização física

Divisão de um programa em ficheiros Módulos são conhecidos por… módulos

Módulos físicos são pares de ficheiros fonte: Ficheiro de interface (.H)

como se usam e o que fazem as ferramentas disponibilizadas pelo módulo

Ficheiro de implementação (.C) implementação das ditas ferramentas

Consumidor do ficheiro usa o ficheiro de interface

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Objectos12

Módulo programa

programa.C:

#include "matematica.H"

#define TURMAS_GRANDES

#ifdef TURMAS_GRANDES int const número_máximo_de_alunos = 100; #else int const número_máximo_de_alunos = 30; #endif

int main() {     int notas[número_máximo_de_alunos];     ...     cout << média(notas, 10) << endl; }

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Objectos13

Módulo matematica

matematica.H:

double média(int const m[], int const n);

matematica.C:

#include "matematica.H"

double média(int const m[], int const n) {     double soma = 0.0;     for(int i = 0; i != n; ++i)         soma += m[i];     return soma / n; }

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Objectos14

Construção de um executável

1. Pré-processamento: pré-processadorc++ -E programa.C –o programa.iic++ -E matematica.C –o matematica.ii

2. Compilação: compiladorc++ [opções] –c programa.Cc++ [opções] –c matematica.C

3. Fusão (to link): fusor (linker)c++ -o programa programa.o matematica.o

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Objectos15

Pré-processamento

Copia ficheiro de implementação (.C) para unidade de tradução (.ii)

Directivas de pré-processamento (linhas iniciadas por #): Inclusões (#include) Macros (#define) Compilação condicional (#ifdef; #ifndef; #else; #endif)

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Objectos16

Compilação

Tradução de unidade de tradução para linguagem máquina

Fases da compilação:1. Análise lexical2. Análise sintáctica3. Análise semântica4. Optimização5. Geração de código máquina

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Objectos17

Análise lexical

Divide em palavras e símbolos a sequência de caracteres que constitui o ficheiro fonte

Verifica a correção dos símbolos Exemplo para a língua Portuguesa:

A a alfac um choou ovo.

Erros!Erros!

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Objectos18

Análise sintáctica

Verifica as regras de gramática da linguagem

Exemplo para a língua Portuguesa: A a alface um chocou ovo.

Erros!Erros!

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Objectos19

Análise semântica

Verifica se, apesar de sintacticamente correcta, a sequência de símbolos faz sentido

Exemplo para a língua Portuguesa: A alface chocou um ovo.

Erro!

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Objectos20

Optimização egeração de código máquina

Optimização Elimina o código redundante Simplifica expressões Elimina variáveis desnecessárias …

Geração de código máquina Gera em linguagem máquina as instruções que

realizam o especificado inicialmente na linguagem C++

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Objectos21

Ficheiros objecto

programa.o matematica.o

Necessidades

média()

Necessidades

Disponibilidades

main()

Disponibilidades

média()

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Objectos22

Fusão

Ficheiros objecto fundidos num único executável

Verifica que: Não há repetições Há uma função main() Para cada necessidade existe

correspondente disponibilidade

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Objectos23

Exemplo

«file»matemática.H

«file»matemática.C

«file»programa.C

«file»programa.ii

«file»matemática.ii

«file»matemática.o

«file»programa.o

«file»programa

Pré-processamento

Compilação

Ficheiros fonte

Unidades de tradução

Ficheiros objecto

Fusão

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Objectos24

Bibliotecas

Bibliotecas ou ficheiros de arquivo Prefixo: lib Extensão: .a

Como arquivar ficheiros objecto ar ru libarquivo.a ficheiro_objecto.o …

Como compilar com bibliotecas c++ … -larquivo

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Objectos25

Modularização física

Dois ficheiros fonte: Interface (.H) Implementação (.C)

Que colocar em cada módulo? Que colocar em cada ficheiro fonte?

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Objectos26

Ficheiros de interface (.H)

Definições de classes Declarações de rotinas não-membro e

não inline Definições de rotinas e métodos inline Definições de constantes Declarações de variáveis globais (evitar!!!)

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Objectos27

Ficheiros de implementação (.C)

Definições de tudo o que for apenas necessário dentro do módulo (classes, rotinas, ...)

Definições de todas as rotinas e métodos que não sejam inline

Definições de todas as variáveis globais

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Objectos28

Modularização em pacotes

Agrupamento das ferramentas num nível mais elevado de modularização: os espaços nominativos (name spaces)

Principais razões para o uso de pacotes: Evitar problema de colisão de nomes Distribuir software

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Objectos29

Colisão de nomes (I)

Verão software

logistica.H...void consolida();...

logistica.C...void consolida() {    ... }...

liblogistica.a:logistica.o

Inverno software

contabilidade.H...void consolida();...

contabilidade.C...void consolida() {    ... }...

libcontabilidade.a:contabilidade.o

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Objectos30

Colisão de nomes (II)

programa.C:

#include <contabilidade.H> #include <logistica.H>

int main() {     consolida(); }

Qual das versões do procedimento é invocada?

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Objectos31

Colisão de nomes (III)

Comando de construção do executável: c++ -o programa programa.C -llogistica-lcontabilidade

Compilação tem sucesso: Fusão dos arquivos pára quando o procedimento é encontrado Seguintes não são pesquisados

Comando de construção do executável: c++ -o programa programa.C logistica.o contabilidade.o

Fusão dá erro por definição duplicada!

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Objectos32

Definição de espaços nominativos

Verão software

logistica.Hnamespace VerãoSoftware { ... void consolida(); ...

}

logistica.C...VoidVerãoSoftware::consolida() {    ... }...

Inverno software

contabilidade.Hnamespace InvernoSoftware { ... void consolida(); ...}

contabilidade.C...voidInvernoSoftware::consolida() {    ... }...

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Objectos33

Utilização de ferramentas em espaços nominativos

programa.C:

#include <contabilidade.H> #include <logistica.H>

int main() {     VerãoSoftware::consolida(); InvernoSoftware::consolida();}

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Objectos34

Organização

Podemos ter hierarquias de espaços nominativos

namespace InvernoSoftware { namespace Contabilidade { void consolida(); }}

Colocar ficheiros de interface em directórios correspondentes ao espaço nominativo a que pertencem

InvernoSoftware/Contabilidade/contabilidade.H

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Objectos35

Aula 1: Sumário

Modularização: física e em pacotes Noções de modularização física e compilação separada:

Vantagens. Fases da construção dum programa Compilação Noções sobre ficheiros de interface (.H), fonte (.C), objecto (.o),

biblioteca ou arquivo (.a), e executável Conteúdo dos ficheiros de implementação e de interface

Noções de modularização em pacotes e espaços nominativos (namespaces):

Utilidade Sintaxe Utilização