Introdução a Orientação a Objetos Paradigmas: “Paradigma é um conjunto de regras que estabelecem fronteiras e descrevem como resolver os problemas dentro destas fronteiras. Os paradigmas influenciam nossa percepção; ajudam-nos a organizar e a coordenar a maneira como olhamos para o mundo...” Em Ciência da Computação: Paradigmas explicam como os elementos que compõem um programa são organizados e como interagem entre si. Prof. Msc. Flávio Viotti

Introdução a Orientação a Objetos Conceito No mundo real, tudo é objeto!; Os objetos se relacionam entre si de diversas maneiras; Um programa orientado a objetos é estruturado como uma comunidade de agentes que interagem entre si, denominados objetos.; Cada objeto tem um papel a cumprir; Cada objeto oferece um serviço ou realiza uma ação que é usada por outros membros da comunidade; Exemplo real: montagem de um computador Prof. Msc. Flávio Viotti

Introdução a Orientação a Objetos Prof. Msc. Flávio Viotti

Introdução a Orientação a Objetos Cada componente é independente dos demais. Para quem está montando, interessa apenas como os componentes interagem entre si: a placa de vídeo encaixa no slot ? O monitor funciona com essa placa ? A CPU é compatível com a placa-mãe ? Prof. Msc. Flávio Viotti

Introdução a Orientação a Objetos Princípios fundamentais Auxiliam a administrar a complexidade; Guiam toda a tarefa de modelagem; São eles: Abstração; Encapsulamento; Modularidade; Hierarquia. “Modelos mentais”: visão simplificada do mundo construída por cada um em cada situação; Abstrair consiste em ignorar aspectos irrelevante e concentrar nos principais. Prof. Msc. Flávio Viotti

Introdução a Orientação a Objetos Aeronaves O que você entende por essas figuras??? Se você usar a OO, o que você entende por essas figuras?? Prof. Msc. Flávio Viotti

Introdução a Orientação a Objetos Abstração de Dados: Um tipo é definido por suas operações; Ex.: Um tipo pilha é definido por suas operações empilhar e desempilhar. Abstração de Procedimentos: Uma operação com efeito bem definido pode ser tratada como atômica, mesmo que ela faça uso de outras operações de mais baixo nível; calcularSalarioLiquido: definida em termos de obterSalarioBruto, calcularImposto, calcularDescontos, etc. Separar os aspectos externos (o que faz) dos aspectos internos (como faz): Aspectos externos = interface, contrato; Aspectos internos = implementação. Prof. Msc. Flávio Viotti

Introdução a Orientação a Objetos Modularidade: Decomposição do sistema em módulos: Coesos (baixo acoplamento); Autônomos; De interface simples e coerente. Fundamental para o reuso e extensão. Hierarquia: É uma forma de arrumar as abstrações e simplificar o entendimento do problema; Sinergia para administrar a complexidade: Abstração auxilia a identificar os conceitos relevantes do mundo real; Encapsulamento oculta a visão interna das abstrações identificadas; Modularidade nos dá um meio de agrupar logicamente abstrações relacionadas; Por fim, abstrações formam hierarquias. Prof. Msc. Flávio Viotti

Classes e Objetos Classes: São tipos definidos pelo usuário que contém definições de atributos gerais sobre um tema, além de tarefas possíveis de serem realizadas sobre estas características. O diagrama abaixo ilustra uma classe chamada Pessoa: Prof. Msc. Flávio Viotti

Classes e Objetos Classe Pessoa Carla Ana João Objetos ou Instâncias da Classe Pessoa Prof. Msc. Flávio Viotti

Atributos de uma classe: Classes e Objetos Atributos de uma classe: São as características gerais definidas em uma classe, como por exemplo: cor, tamanho, nome, ordem, etc. São também chamados de dados-membro. Serviços (ou tarefas) de uma classe: São as atividades realizadas sobre os atributos da classe. Tomando como exemplo a classe Pessoa, a tarefa imprime() toma o conteúdo dos atributos e os exibe na tela. Serviços são comumente chamados de métodos, e são definidos na classe da mesma forma como se define uma função em C. Prof. Msc. Flávio Viotti

Classes e Objetos Objetos: São dados definidos a partir de uma classe. São também chamados de instâncias de classes. Para uma mesma classe é possível definir mais de um objeto, cada um com suas características particulares. Observe a tabela a seguir: Prof. Msc. Flávio Viotti

Programação Orientada a Objetos Na programação estruturada, uma seqüência de instruções é executada, de forma linear, seguindo um fluxo pré determinado, de acordo com o algoritmo desenvolvido. Na programação orientada a objetos, a seqüência das operações depende da necessidade do usuário, podendo ser completamente diferente em diferentes execuções de um mesmo programa. A partir do ponto em que uma classe é definida, um ou mais objetos são instanciados, e para cada objeto, um conjunto de características. Este número é imprevisível, pois, como já mencionado, depende das necessidades do usuário. Daí o nome: Programação Orientada a Objetos. Prof. Msc. Flávio Viotti

Programação Orientada a Objetos Mas o fato de ser possível definir, além dos atributos, diversos métodos para uma classe, não é suficiente para conceituar a Orientação a Objetos. Existem muitos fatores que tornam a orientação a objetos tão poderosa. Estes fatores serão definidos a seguir. Prof. Msc. Flávio Viotti

Programação Orientada a Objetos - Conceito Encapsulamento O encapsulamento é aplicado aos atributos da classe e, portanto, seu efeito é aplicado aos objetos. Encapsular significa proteger, ou mesmo, esconder um atributo. Quando desejamos limitar, ou controlar o conteúdo de um atributo, a atribuição deve ser realizada por meio de métodos, que se encarregam de verificar o valor atribuído antes de efetivar a atribuição ao atributo. Em outras palavras, o acesso a atributos encapsulados é realizado de forma indireta. Veja o diagrama abaixo: Prof. Msc. Flávio Viotti

Programação Orientada a Objetos - Conceito Herança Consiste em reaproveitar o que já foi desenvolvido por outras classes na definição de uma nova classe. Neste sentido, a nova classe é chamada de subclasse, classe filha ou classe derivada. A classe que deu origem à classe derivada é clamada de classe base, superclasse ou classe pai. Considere as duas classes: Prof. Msc. Flávio Viotti

Programação Orientada a Objetos - Conceito Herança Comparando com a classe Pessoa, os atributos Nome, CPF, Idade e Sexo são comuns às duas classes: Aluno e Professor. Uma vez que a classe Pessoa tenha sido desenvolvida, ela pode ser reaproveitada nas duas novas classes: Aluno e Professor, através da Herança (ou derivação, como é muitas vezes chamada). Nesse caso é possível dizer que as classes Aluno e Professor são subclasses ou classes filhas e que a classe pessoa é uma classe mãe ou superclasse. Prof. Msc. Flávio Viotti

Programação Orientada a Objetos - Conceito Herança Prof. Msc. Flávio Viotti

Programação Orientada a Objetos - Conceito Herança Podemos observar que as classes Aluno e Professor possuem agora somente atributos a ela pertinentes. Estamos diante dos conceitos de Generalização e Especialização. A generalização ocorre por exemplo quando separamos os atributos mais genéricos da classe Aluno criando a classe Pessoa. Ao contrário quando estamos na classe Pessoa e separamos os atributos mas específicos estamos fazendo uma especialização. Prof. Msc. Flávio Viotti

Programação Orientada a Objetos - Conceito Polimorfismo Como o nome sugere, Polimorfismo quer dizer Diferentes Formas. Em termos de Orientação a Objetos, Polimorfismo significa utilizar o mesmo método em papéis diferentes, de acordo com a classe onde está sendo definido, podendo inclusive aproveitar informações de outras classes, desde que tenha uma relação de herança. Existe um tipo especial de polimorfismo para métodos definidos na mesma classe, porém com listas de parâmetros diferentes. A este tipo especial chamamos de Sobrecarga de Métodos (overloading). Lembre-se o polimorfismo só existe caso o método possua sempre a mesma assinatura. Prof. Msc. Flávio Viotti

Programação Orientada a Objetos - Conceito Polimorfismo Retornando às classes Aluno e Professor, verifique que ambas possuem os métodos imprime() e cadastra(), cada um com seu objetivo, mas por estarem em classes diferentes, uma não interfere na outra. Mas o objetivo dos métodos é praticamente o mesmo. Isso quer dizer que, da mesma forma que podemos reaproveitar classes, podemos também reaproveitar métodos, através do Polimorfismo. Prof. Msc. Flávio Viotti

Programação Orientada a Objetos - Conceito Polimorfismo Prof. Msc. Flávio Viotti

Programação Orientada a Objetos - Conceito Resolva a lista de exercícios número 1. Prof. Msc. Flávio Viotti

Representação Gráfica com UML Na UML existem diagramas que representam de diversos aspectos um determinado sistema. Mas antes é preciso que saibamos alguns conceitos gerais dentro do diagrama de classes. Prof. Msc. Flávio Viotti

Representação Gráfica com UML Visibilidade A visibilidade indica por quem uma propriedade (atributo ou operação) pode ser utilizada. + ou public: A propriedade será vista e usada dentro da classe que foi declarada, em qualquer elemento externo e nas classes descendentes. # ou protected: A propriedade será vista e usada apenas dentro da classe na qual foi declarada e pelas classes descendentes. - ou private: A propriedade será vista e usada apenas dentro da classe na qual foi declarada. ~ ou package: A propriedade poderá ser vista e usada por elementos que estejam declarados dentro do mesmo pacote no qual a classe esta inserida. Prof. Msc. Flávio Viotti

Representação Gráfica com UML Multiplicidade Indica uma faixa de cardinalidade permitida a um elemento, isto é, a quantidade de instâncias possíveis em um relacionamento. Mulher Crianças Homen Pode ser casado com: nenhuma ou 1 (0..1) É pai de: nenhuma ou várias (0..*) Prof. Msc. Flávio Viotti

Representação Gráfica com UML Multiplicidade A multiplicidade dever ser especificada no seguinte formato: limite inferior seguido de dois pontos e limite superior. limite-inferior .. limite-superior Caso possua um asterisco (*), significa que temos uma faixa infinita de números inteiros e não negativos. 0..1 (valor opcional) 1 ou 1..1 (exatamente um) * ou 0..* (qualquer valor inteiro não-negativo) 1..* (qualquer valor inteiro positivo) Prof. Msc. Flávio Viotti

Representação Gráfica com UML Escopo O escopo determina se a propriedade poderá ser acessada apartir somente das instâncias da classe ou diretamente da classe sem a existência de uma instância. Seja o exemplo de uma classe Funcionario, que possui duas instâncias chamadas objetoP e objetoA, onde cada uma delas representa os funcionarios Pedro e Augusto respectivamente. Para descobrirmos o salarios de cada um basta fazer a seguinte referência: objetoP.salario  retorna o salario de Pedro = R$ 500,00 objetoA.salario  retorna o salario de Augusto= R$ 1500,00 ... e se colocassemos a seguinte referência: Funcionario.pisoSalarial  ???????????????? Prof. Msc. Flávio Viotti

Representação Gráfica com UML Escopo No exemplo anterior, ao se fazer referência à classe podemos obter um valor de retorno sem a necessidade da criação de instâncias. Isso em pode ser útil em diversos casos, mas é bom tomar cuidado pois essa propriedade terá sempre um único valor independente do número de instâncias que exista para essa classe, veja: objetoP.pisoSalarial  retorna = R$ 350,00 objetoA.pisoSalarial  retorna = R$ 350,00 Funcionario.pisoSalarial  retorna = R$ 350,00 A definição do escopo de uma propriedade por ser feito sublinhando-se a propriedade ou utilizando o símbolo ($). Prof. Msc. Flávio Viotti

Representação Gráfica com UML Representando uma Classe Nome da Classe Lista de Atributos com tipo de Dados Lista de Operações Prof. Msc. Flávio Viotti

Representação Gráfica com UML Herança / Generalização Prof. Msc. Flávio Viotti

Representação Gráfica com UML Agregação Corresponde a um caso particular de associação (apenas associações binárias) utilizada para representar um relacionamento “todo-parte”. Ocorre quando a “parte” pode existir sem o “todo” e o “todo” não pode existir sem a “parte”. O fato de uma associação ser por agregação ou não pode depender muito sobre qual o ponto de vista o analista esta observando o modelo. Veja os exemplos: Prof. Msc. Flávio Viotti

Representação Gráfica com UML Neste exemplo a CPU e o Monitor podem ser utilizados em outro computador, ou seja, podem existir sozinhos. Por outro lado o Computador pode não ser um computador sem CPU Prof. Msc. Flávio Viotti

Representação Gráfica com UML Composição Também chamado de agregação por composição, é uma variação mais poderosa da agregação. Na composição a classe “parte” perde sua identidade caso não esteja associada com a classe “todo”, e portanto se a classe “todo” for destruída, todas as classes “parte” também o serão. A classe “todo” tem total responsabilidade pela gestão de suas partes, principalmente criação e remoção. É representada por um losângo preenchido do lado da classe “todo”. Prof. Msc. Flávio Viotti

Representação Gráfica com UML Composição Prof. Msc. Flávio Viotti

Representação Gráfica com UML Classes de Associação Essas classes representam uma associação que possui propriedades de classes como atributos, operações, e outras associações. Prof. Msc. Flávio Viotti

Representação Gráfica com UML Resolva a lista de exercícios número 2. Prof. Msc. Flávio Viotti

Modelando UML em Java Prof. Msc. Flávio Viotti

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Referência Bibliográfica . Prof. Msc. Flávio Viotti