Programação Orientada a Objetos · 2015. 8. 17. · Objetos e Interfaces . 17/08/2015 20/42 . Renato Dourado Maia – Programação Orientada a Objetos . Objetos e Interfaces

Renato Dourado Maia

Universidade Estadual de Montes Claros

Engenharia de Sistemas

Modelagem Orientada a Objetos

Programação Orientada a Objetos

Renato Dourado Maia – Programação Orientada a Objetos

Na Unidade I – Gerenciando a Complexidade, vi-mos:

Um sistema de software é inerentemente complexo e muitas vezes ultrapassa a capacidade intelectual huma-na.

Sistemas complexos podem ser analisados a partir de sua decomposição em coisas, os objetos, que têm esta-do e comportamentos próprios.

A complexidade da decomposição pode ser organizada na forma de uma hierarquia com duas relações básicas: “é um tipo de” e “é parte de”.

Os sistemas complexos geralmente evoluem a partir de formas estáveis mais simples.

Lembrando

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Na Unidade II – Modelagem Orientada a Objetos, veremos:

Como utilizar a metodologia OO para organizar a com-plexidade de sistemas de software.

Quais os principais mecanismos que poderão ser utiliza-dos para isso.

Uma introdução à análise e ao projeto orientado a obje-tos.

Unidade II

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Unidade II – Modelagem Orientada a Objetos:

A Evolução dos modelos orientados a objetos. A abstração de objetos: encapsulamento, interface e im-

plementação. Reutilizando a implementação. Reutilizando a interface por intermédio de herança. Objetos intercambiáveis: polimorfismo. Introdução à Análise e ao Projeto Orientado a Objetos u-

tilizando a UML (Unified Modeling Language).

Unidade II

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A análise e o projeto orientados a objetos consti-tuem uma metodologia que nos leva a uma de-composição orientada a objetos de um sistema.

Os modelos resultantes serão centrados nos ob-jetos (coisas/entidades) que compõem o sistema.

A análise OO é bastante diferente da análise es-truturada, que é centrada nos procedimentos.

Modelos OO – Evolução

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Vários tipos de modelos, cada um capturando as-pectos distintos do sistema, poderão ser criados:

Modelo Lógico: estrutura de classes e objetos. Modelo físico: módulos e processos.


Os modelos OO surgiram como consequência da própria evolução das linguagens de programação...

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O processo de abstração também evoluiu!

Lembrando:

Abstrair consiste no processo de retirar do domínio do problema os detalhes relevantes e representá-los não mais na linguagem do domínio, e sim na linguagem da solução.


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No contexto da engenharia, abstrair corresponde a criar modelos que serão utilizados para a reso-lução do problema.


Problema

Modelo ABSTRAÇÃO

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Modelos OO – Evolução Diferentes Abstrações

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O processo de abstração também evoluiu:

Todas as linguagens de programação fornecem meios para a criação de abstrações.

A linguagem Assembly é uma pequena abstração da má-quina na qual os programas são executados.

Linguagens imperativas, como BASIC, FORTRAN e C, são abstrações da linguagem Assembly: Nessas linguagens, é necessário pensar em termos da estrutura do

computador, ao invés de se pensar em termos da estrutura do problema a ser resolvido!


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O programador deve estabelecer uma associação entre o modelo da máquina (no espaço da solução) e o modelo do problema que está sendo resolvido (no espaço do problema).

O esforço para fazer esse mapeamento pode ser gran-de...


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A programação orientada a objetos tenta trazer o espa-ço da solução para o espaço do problema: ambos são representados como objetos!

O programa permite adaptação ao problema por meio da adição de novos tipos ao espaço da solução que ma-peiam os tipos existentes no espaço do problema: des-creve-se o problema em termos do problema e não em termos da solução!


Vocês conseguem perceber como isso é fantástico?

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Cada objeto funciona como uma pequena parte do pro-blema, possuindo seu estado e suas operações, o que é semelhante ao que acontece com os objetos do mundo real, que possuem características e comportamentos.


O “mundo computacional” se aproxima mais do “mundo real”...

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A Abstração de Objetos

O que são objetos?

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Um objeto é uma variável, e armazena dados...

Então, uma struct é um objeto?

Sim, uma struct é um objeto. Entretanto, um objeto é mais abrangente do que uma

struct: pode-se pedir que determinadas operações se-jam realizadas sobre os objetos.

Assim, um objeto possui atributos, que são os dados, e comportamentos, que são os métodos, procedimentos ou funções que atuam sobre ele.


Exemplos de objetos: pessoas, carros, empresas, etc..

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Programação Estruturada Programação Orientada a Objetos

Dados Atributos (Dados)

Funções Métodos

(Funções)

Objeto

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O QUE É UM PROGRAMA EM LINGUAGEM OO?

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Um programa em linguagem OO é um conjunto de objetos dizendo uns para os outros o que fa-zer por meio do envio de mensagens...

As mensagens, na verdade, podem ser enxerga-das como chamadas a funções que pertencem a um objeto específico.

Cada objeto tem sua própria região de memória, que pode, inclusive, ser composta por outros ob-jetos, e tem um tipo, isto é, pertence a uma clas-se.


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Os objetos, apesar de únicos, fazem parte de uma classe de objetos, possuindo, portanto, ca-racterísticas comuns.

A criação de tipos abstratos de dados, as classes, constitui um conceito fundamental da programa-ção OO:

Tipos de dados abstratos funcionam de maneira similar aos tipos fundamentais:

Podem ser criadas variáveis do tipo: objetos/instâncias. As variáveis podem ser manipuladas.

Objetos e Interfaces

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Os objetos de cada classe possuem algumas coi-sas em comum:

Toda conta possui um extrato, todo caixa pode aceitar um depósito...

Todo objeto tem seu próprio estado:

Cada conta tem um extrato diferente, cada caixa tem o seu nome...

Assim, caixas, clientes, contas, transações po-dem, cada um, ser representados por uma única entidade no programa, o objeto.


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Cada objeto pertence a uma classe, que define o seu comportamento

e as suas características.

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Classes

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Depois que uma classe é criada, podem ser cria-dos tantos objetos da classe quanto necessários, que podem ser manipulados como se fossem ele-mentos existentes no problema que está sendo solucionado.


Mas como fazer um objeto realizar um trabalho útil?

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Cada objeto possui métodos (funções) para de-sempenhar suas atividades.

Cada objeto somente pode responder a determi-nadas requisições.

O conjunto de métodos de um objeto é conhecido como sua interface.


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Objetos e Interfaces Lâmpada

Lampada

liga(); desliga(); aumenta_luminosidade(); diminui_luminosidade();

Nome da classe

Interface

UML

Instanciando um objeto e chamando um método:

Lampada Luz; Luz.liga();

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Que métodos (funções) podem ser chamados?

Isso é a interface!

Onde esses métodos estão codificados, como são implementados?

Isso é a implementação! Geralmente não interessa a quem utiliza o objeto conhe-

cer os detalhes da implementação...


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Um objeto pode ser encarado como um servidor, programado pelo criador da classe.

O cliente do objeto utiliza os métodos por meio de sua interface.

O criador da classe expõe o mínimo da interface para o cliente, escondendo o resto. Por quê?

Porque se está escondido, pode ser mudado sem que o programa do cliente seja quebrado.

Se fosse dado total acesso à implementação interna, o cliente poderia quebrar a integridade do objeto.

Interface, Implementação e Encapsulamento

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A estratégia utilizada para garantir que determi-nadas partes de uma classe não possam ser a-cessadas pelo “público em geral” é chamada con-trole de acesso...

A interface não apresenta necessariamente todos os métodos de um objeto, mas apenas aqueles que podem ser acessados pelo “público em ge-ral”, os métodos públicos.

Os métodos internos aos objetos são os métodos privados.

Encapsulamento

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Encapsulamento Videocassete público: Play(); FastForward(); Rewind(); Record(); ... privado: PosicionaCabecaGravacao(posicao); GiraMotor(velocidade); ...

Público x

Privado

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Encapsulamento

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Uma vez que uma classe foi criada e testada, ela pode ser utilizada para auxiliar na implementação de outras classes.

Reutilizando a Implementação

Essa é uma das principais vantagens da Programação Orientada a Objetos.

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A forma mais simples de reutilização é utilizar um objeto daquela classe diretamente.

Exemplos: janela no Windows, matriz em um programa de cálculo, etc ...

Pode-se, também, utilizar um objeto de uma classe dentro de uma nova classe:

Sua classe pode ser composta pelo número e tipo de ob-jetos que se fizerem necessários!


Composição

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UTILIZAR UM OBJETO DE UMA CLASSE DENTRO DE

UMA NOVA CLASSE

UTILIZAR O OBJETO DA CLASSE DIRETAMETE

COMPOSIÇÃO

VERBOS ASSOCIADOS: CONTER, POSSUIR

UM CARRO CONTÉM 4 RODAS, UM MOTOR, UMA

LATARIA...

REUTILIZAÇÃO

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Reutilizando a Implementação Composição – Notação UML

Roda Motor

Carro

4 1

Lataria

1114 CabecaDeGravacao

Motor CabecaDeLeitura

Videocassete

ControleDeMotor

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A herança permite a criação de uma hierarquia de classes: classes mais especializadas – as clas-ses filhas, herdam propriedades da classe mais geral – a classe pai.

Reutilizando a Interface – Herança

Cria-se uma nova classe programando-se apenas as diferenças entre a classe e a classe pai: a classe filha herda a interface da classe pai, podendo substituí-la

quando se espera um objeto da classe pai!!!

Pode-se compartilhar automaticamente métodos e dados entre diferentes classes, subclasses e objetos

EXPRESSÃO TÍPICA: É UM TIPO DE...

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Ave é um tipo de Animal. Mamífero é um tipo de Animal. Ave come, dorme, voa e botaOvo. Mamífero come, dorme e mama. Uma Ave, ou um Mamífero, podem

substituir um Animal, pois são tipos de Animal, e, portanto, possuem a mesma interface “base”!

Reutilizando a Interface – Herança

Que delícia crocante!!!

Herança – Exemplo 1

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Reutilizando a Interface – Herança Herança – Exemplo 2

Triangle, Square e Circle são tipos de Shape, possuem a mesma

interface “base”, e podem substituir Shape ...

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Cada tipo de Shape deve ter o seu próprio método draw, pois cada uma se desenha de modo diferente!

Os métodos podem ser sobrescritos nas classes derivadas!

Deseja-se utilizar a mesma interfa-ce, mas com um comportamento um pouco diferente para a classe deri-vada.

Reutilizando a Interface – Herança Herança – Exemplo 2

Que delícia crocante de novo!!!

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Quando trabalhamos com hierarquias, em muitas vezes queremos tratar um objeto não por seu ti-po específico, mas por seu tipo base: isso permi-te escrever código que não depende do tipo es-pecífico e, consequentemente, a adição de novos tipos sem maiores dificuldades:

Por exemplo, no caso das Shapes, poderíamos escrever código genérico que as manipulasse, mandando-as se desenharem, por exemplo, sem nos preocuparmos se são triângulos, círculos ou qualquer outra coisa ...

Objetos Intercambiáveis: Polimorfismo

Adicionar novos tipos é uma das formas mais comuns de estender um programa orientado a objetos para tratar novas situações!

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Isso é o polimorfismo – “o que possui várias for-mas”:

Propriedade de se utilizar o mesmo nome para métodos diferentes, implementados em diferentes níveis de uma hierarquia de classes.

Para cada classe, tem-se um comportamento específico para o método.

Objetos Intercambiáveis – Polimorfismo

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Mensagem Final

Não se preocupem demais, no momento atual, com os conceitos:

tudo ficará claro depois!

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Esta apresentação é uma adaptação do material originalmente desenvolvido pelo professor Renato Cardoso Mesquita, do Departamento de Engenha-ria Elétrica da Universidade Federal de Minas Ge-rais.

Importante

http://www.cpdee.ufmg.br/~renato/

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http://www.cpdee.ufmg.br/%7Erenato/

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