Programação I
Aula 6
(Herança, Polimorfismo e
Encapsulamento)
Prof. Gilberto Irajá Müller
Última atualização 8/4/2009
Herança
• A herança permite derivar uma nova classe mais
especializada a partir de outra classe mais genérica
existente
• A classe mais genérica é chamada de superclasse
• A classe derivada é chamada de subclasse
• Herda os atributos (desde que não sejam privates)
• Permite adicionar novos atributos (que será visível somente na
subclasse)
• Em relação aos métodos, a subclasse poderá utilizá-los/herdálos (superclasse), bem como criar novos métodos e alterá-los
• Métodos construtores não são herdados (porém podemos
chamá-los dentro do construtor da subclasse)
Herança
• A representação de Herança
(generalização/especialização) utilizando a notação da
UML é:
Classe A
Superclasse
ou classe-pai
Classe B
Subclasse
ou classe filha
• Lembre-se: Cada objeto da classe B também é um
objeto da classe A, podendo ter alguns membros
diferentes da classe origem
Herança
• Exemplo
O que temos
de diferente na
subclasse
Gerente?
Herança
• Exemplo anterior em JAVA
Extends
Funcionario?
Super?
Herança
• Sintaxe de herança em JAVA
modificadores class nomeSubClasse extends nomeSuperClasse {
atributos;
métodos;
}
Herança
• A classe Object
Quando criamos uma classe qualquer em JAVA, na
verdade, estamos herdando implicitamente da classe
Object
Exemplo:
public class Pessoa { ... }
Na verdade, o JAVA traduz como:
public class Pessoa extends Object { ... }
Estamos herdando de forma indireta nossas
classes!
Herança
• A classe Object
A classe em questão, possui alguns métodos que todas
as demais classes irão herdar, como por exemplo:
String toString()
boolean equals(Object outroObjeto)
int hashCode()
...
Contudo, para utilizá-los, é recomendável que seja
sobrescrito, ou seja, OVERRIDING!
Herança
• Exercício 6.1
Lembram da classe Pessoa? Pois bem, faça o diagrama
de classes utilizando herança para a classe
PessoaJuridica com um novo atributo chamado CNPJ
(string) e um método exibeDados() considerando o
atributo CNPJ
Como ficaria a classe PessoaJuridica em JAVA?
Herança
• Membros da subclasse (métodos)
• Sobrescrever um método. Para sobrescrever um método na
subclasse é necessário que o tipo de retorno, o nome e os
parâmetros e seus tipos sejam exatamente iguais. Exemplo:
PessoaJuridica.exibeDados();
• Herdar (utilizar) um método da superclasse. Todo método que
não é sobrescrito na subclasse, ao ser chamado, será utilizado o
método da superclasse. Exemplo:
PessoaJuridica.getNome();
• Métodos criados apenas na subclasse, somente poderão ser
utilizados na subclasse. Exemplo:
funcionario.setNomeiaSecretario(“Pituca”);
Herança
• Membros da subclasse (atributos)
• Atributos não podem ser sobrescritos, ou seja, não é permitido
a alteração de um nome de método da superclasse a partir da
subclasse!
• Herdar (utilizar) os atributos da superclasse. Porém, não se
pode fazer o acesso direto ao atributo, apenas utilizando o seu
método de acesso (get ou set). Isso quando o atributo da
superclasse é “private”. Exemplo:
nome, salario e numeroDeDependentes
• Pode-se criar novos atributos. Lembre-se: somente a subclasse
poderá acessar o atributo diretamente, ou seja, sem utilização
dos métodos de acesso. Usso quando o atributo é declarado
como “private”. Exemplo:
nomeSecretaria
Herança
• Chamada de métodos da subclasse
• Quando um objeto chama um determinado método, temos as
seguintes situações:
• Se é um método da subclasse que sobrescreve um método da
superclasse, o da subclasse é acionado (ele esconde o da
superclasse)
• Se o método chamado só existe na superclasse, ele será acionado
(a subclasse herda métodos da superclasse que ela não
sobrescreve)
• Se o método é exclusivo da subclasse, ele será acionado
• Se o método chamado não existe na subclasse, nem na
superclasse, nem na superclasse da superclasse, e em nenhuma
superclasse hierarquia acima, então acontece um erro.
Herança
• Exercício 6.2
Filha f1 = new Filha();
f1.m1(); ___________________
f1.m2(); ___________________
f1.m3(); ___________________
f1.m4(); ___________________
Herança
• Construtores da subclasse
• Os construtores da superclasse não são herdados pela
subclasse, portanto, esta deverá ter seus próprios construtores
• Contudo, ao criar um construtor de uma subclasse,
precisaremos inicializar os atributos herdados pela superclasse,
então, utilizamos a chamada (palavra reservada) super(...)
Exemplo:
• Obs.: Se o construtor da subclasse não chama um construtor
da superclasse, então, o construtor padrão da superclasse é
chamado automaticamente. Se a superclasse não tem um
construtor padrão, dá erro de compilação.
Herança
• Exercício 6.3
Qual o efeito do seguinte construtor na subclasse
Gerente quando um objeto é instanciado?
public Gerente(String nomeSecretaria) {
this.nomeSecretaria = nomeSecretaria;
}
Herança
• Exercício 6.4
Escreva um outro construtor para a subclasse Gerente
que inicialize todos os seus atributos (inclusive o nome
da sua secretária)
Herança
• Visibilidade
• Uma subclasse não possui acesso aos atributos privados da
superclasse, ou seja, o único acesso ao atributo se dá através
dos métodos de acesso (get e set)
• O atributo definido como private é acessível somente pela
classe que o declarou
• O exemplo a seguir da subclasse gerente ocorrerá erro porque e
aonde?
public void exibeDados(){
System.out.println(“Nome: “ + nome);
System.out.println(“Salário: “ + salario);
System.out.println(“Dependentes: “ + numeroDeDependentes);
System.out.println("Secretária: " + nomeSecretaria);
}
Herança
• Visibilidade
• A alternativa seria:
public void exibeDados(){
super.exibeDados();
System.out.println ("Secretária: " + nomeSecretaria);
}
• Ou:
Declarar os atributos na superclasse (nome, salário e
numeroDeDependentes) com a visibilidade protected
A visibilidade protected (#), permite acessar diretamente
um atributo na subclasse, ou seja, não há necessidade
de acesso via método!
Herança
• Uso da palavra-chave super
• É usada, quando necessária, na subclasse, para chamar
construtor ou método da superclasse
• Para chamar um método construtor:
• A palavra super seguida imediatamente de parênteses chama o
construtor da superclasse de mesma assinatura
• Neste caso, deve ser a primeira instrução dentro de um construtor
da subclasse
• Para chamar um método NÃO construtor:
• A palavra super seguida de ponto e nome de um método da
superclasse, chama o método correspondente da superclasse
• Este tipo de chamada pode aparecer em qualquer lugar de
qualquer método ou construtor da subclasse
Herança
• Uso da palavra-chave super
• Exemplo chamando um método construtor
• Exemplo chamando um método NÃO construtor
Herança
• Exercício 6.5
O que é sobrecarga (OVERLOADING)?
O que é sobrescrita (OVERRIDING)?
Herança
• Exercício 6.6
Indique o que cada método e construtor são: (i)
sobrecarga ou (ii) sobrescrita
Polimorfismo
• É a realização de uma tarefa de formas diferentes (poli –
muitas; morphos – formas). Uma utilização importante
do polimorfismo em Java ocorre na herança, quando
dois objetos, sendo um da superclasse e outro da
subclasse, respondem diferentemente à mesma
chamada de um método
• Primeiramente, vamos entender a conversão de um tipo
de objeto para outro (upcasting)
Polimorfismo
• Exemplo:
Pai p;
• Declara p como uma referência da superclasse
Pai – isto define a vocação de p: referenciar
qualquer objeto do tipo Pai.
• Em Java, podemos atribuir um objeto da
subclasse a uma referência de sua superclasse.
(Esta operação é chamada upcasting, de up
type casting)
• A regra anterior é razoável, pois todo objeto da
subclasse É UM objeto da sua superclasse.
Então, podemos atribuir a p um objeto Filha:
p = new Filha();
Polimorfismo
• Exemplo:
Observe, a seguir, p acionando métodos:
• p.m1(); ________________________
• p.m2(); ________________________
• p.m3(); ________________________
Uma referência de superclasse só reconhece membros disponíveis
na superclasse, mesmo que esteja
apontando para um objeto de subclasse.
Polimorfismo
• Resumindo, o upcasting é a conversão de um objeto
de tipo mais específico para um tipo mais genérico, feita
implicitamente através de atribuição, mas a partir da
conversão só os membros do tipo mais genérico podem
ser acessados sem artifícios.
Polimorfismo
• Para o nosso exemplo: como acessar o método m3? A
resposta está no downcasting (down type casting)
• Em Java, a atribuição de um objeto de superclasse a
uma referência de subclasse, sem uma coerção
explícita, não é permitida. Exemplo: Filha f = p;
• O downcasting é realizado utilizando o operador de
casting de classes. Exemplo:
Filha f = (Filha) p;
f.m3();
Polimorfismo
• Esta realidade, citada na frase anterior, é algo verificado
por Java apenas em tempo de execução. Se o objeto for
do tipo da subclasse, a coerção será válida, mas se não
for, ocorrerá uma ClassCastException
• Para proteger nosso código dessa incerteza, convém
usar o operador especial instanceof com a seguinte
sintaxe: VariávelObjeto instanceof NomeClasse
Exemplo:
if (p instanceof Filha){
Filha f = (Filha) p;
f.m3();
}
Polimorfismo
• Exemplo de conversão e seus erros:
Polimorfismo
• Exemplo de Polimorfismo
Polimorfismo
• Exemplo de Polimorfismo
HOT TOPIC
•
•
•
•
Classe: representa um conjunto de objetos com características afins. Uma classe
define o comportamento dos objetos, através de métodos, e quais estados ele é
capaz de manter, através de atributos. Exemplo de classe: Os seres humanos.
Objeto é uma instância de uma classe. Um objeto é capaz de armazenar estados
através de seus atributos e reagir a mensagens enviadas a ele, assim como se
relacionar e enviar mensagens a outros objetos. Exemplo de objetos da classe
Humanos: João, José, Maria.
Atributos são características de um objeto. Basicamente a estrutura de dados que
vai representar a classe. Exemplos: Funcionário: nome, endereço,telefone, CPF, ....;
Carro: nome, marca, ano, cor, ...; Livro: autor, editora, ano. Por sua vez, os atributos
possuem valores. Por exemplo, o atributo cor pode conter o valor azul. O conjunto
de valores dos atributos de um determinado objeto é chamado de estado.
Métodos definem as habilidades dos objetos. Bidu é uma instância da classe
Cachorro, portanto tem habilidade para latir, implementada através do método
deUmLatido(). Um método em uma classe é apenas uma definição. A ação só ocorre
quando o método é invocado através do objeto, no caso Bidu. Dentro do programa,
a utilização de um método deve afetar apenas um objeto em particular; Todos os
cachorros podem latir, mas você quer que apenas Bidu dê o latido. Normalmente,
uma classe possui diversos métodos, que no caso da classe Cachorro poderiam ser
sente(), coma() e morda().
HOT TOPIC
•
•
•
•
•
Mensagem é uma chamada a um objeto para invocar um de seus métodos,
ativando um comportamento descrito por sua classe. Também pode ser direcionada
diretamente a uma classe (através de uma invocação a um método estático).
Sobrecarga (OVERLOADING) é a utilização do mesmo nome para símbolos ou
métodos com operações ou funcionalidades distintas. Geralmente diferencia-se os
métodos pela sua assinatura. Exemplo: Um método Carro que recebe como
parâmetro dois atributos (cor, placa), e outro método Carro que recebe como
parâmetro (cor, placa, modelo).
Sobrescrita (OVERRIDING) é o mecanismo que permite sobrescrever um
método por completo em uma subclasse. Está relacionado com o conceito de
polimorfismo.
Herança (ou generalização) é o mecanismo pelo qual uma classe (subclasse)
pode estender outra classe (superclasse), aproveitando seus comportamentos
(métodos) e variáveis possíveis (atributos). Há Herança Múltipla quando uma
subclasse possui mais de uma superclasse. Essa relação é normalmente chamada de
relação "é um". Um exemplo de herança: Mamífero é superclasse de Humano. Ou
seja, um Humano é um mamífero.
Associação é o mecanismo pelo qual um objeto utiliza os recursos de outro. Pode
tratar-se de uma associação simples "usa um" ou de um acoplamento "parte de".
Por exemplo: Um humano usa um telefone. A tecla "1" é parte de um telefone.
HOT TOPIC
•
•
•
•
Encapsulamento consiste na separação de aspectos internos e externos de um
objeto. Este mecanismo é utilizado amplamente para impedir o acesso direto ao
estado de um objeto (seus atributos), disponibilizando externamente apenas os
métodos que alteram estes estados. Exemplo: você não precisa conhecer os
detalhes dos circuitos de um telefone para utilizá-lo. A carcaça do telefone encapsula
esses detalhes, provendo a você uma interface mais amigável (os botões, o
monofone e os sinais de tom).
Abstração é a habilidade de concentrar nos aspectos essenciais de um contexto
qualquer, ignorando características menos importantes ou acidentais. Em
modelagem orientada a objetos, uma classe é uma abstração de entidades
existentes no domínio do sistema de software.
Polimorfismo é o princípio pelo qual duas ou mais classes derivadas de uma
mesma superclasse podem invocar métodos que têm a mesma assinatura (lista de
parâmetros e retorno) mas comportamentos distintos, especializados para cada
classe derivada, usando para tanto uma referência a um objeto do tipo da
superclasse.
Interface é um contrato entre a classe e o mundo externo. Quando uma classe
implementa uma interface, ela está comprometida a fornecer o comportamento
publicado pela interface.
Métodos
• Referências bibliográficas
• http://inf.unisinos.br/~anibal
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Orienta%C3%A7%C3%A3o_a_objetos