Métodos de Programação II
(Mestrado Integrado em Engenharia de Comunicações)
1º Ano, 2º Semestre
Classes Abstractas
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Definições da SuperClasse
• Muitas vezes torna-se difícil definir o interface que
constitui a API da superclasse.
• Há necessidade de certos métodos existirem na
superclasse pelo simples facto de queremos todos
objectos das suas subclasses a responderem ao
protocolo definido pelo conjunto destes métodos.
• Exemplo:
Sabemos que as subclasses de FORMA tem de responder às interrogações
aos métodos area() e perimetro(). Cada subclasse terá a sua implementação especifica.
Mas o que escrever sobre estes métodas na superclasse FORMA ?
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SuperClasses (2)
• Na hierarquia anterior temos a certeza que todos os objectos de
qualquer classe responde a area() e a perimetro().
• A certeza vem do facto de FORMA implementar estes métodos. Assim
por herança ou por redefinição qualquer objecto desta hierarquia responde
aos métodos em questão.
• Uma dúvida surge: o que escrever na classe FORMA, por forma a que
seja útil e reutilizável por todas as suas actuais e futuras subclasses.
• Uma possível solução: escrever algo “dummy” que a primeira
coisa a fazer pelo programador da subclasse é reescrever o método.
•Exemplo:
public double area() { return Double.MIN_VALUE; }
public double perimetro() { return Double.MAX_VALUE; }
• Uma solução: deixar as definições propositadamente incompletas.
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Classes Abstractas
• Classes Abstractas são exactamente todas as classes nas quais
pelo menos um ou mesmo todos os métodos de instância não se
encontram implementados, mas tão só declarados sintacticamente
(daí serem designados como métodos abstractos ou virtuais).
• No nosso exemplo, FORMA deve definir sintacticamente os
métodos que as suas subclasses devem implementar.
• Exemplo:
public abstract class Forma
{
// definição dos métodos…
public abstract double area();
public abstract double perimetro();
}
• Para uma classe dever ser considerada abstracta basta não
implementar um método.
• Uma classe abstracta não tem instâncias.
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Classes Abstractas (2)
É sobretudo um
tipo!
• Uma classe abstracta é também (sobretudo) um tipo.
• Assim a expressão: Forma f = new Triangulo(); continua a ser válida!
• As subclasses de uma classe abstracta herdam o compromisso
(obrigação) de implementar os métodos abstractos. Ou seja, a
superclasse delega na subclasse a sua implementação.
• Mas podemos ter uma hierarquia com várias classes abstractas. No
entanto, pelo menos as classes folhas têm de implementar os métodos
abstractos herdados.
• Numa classe 100% abstracta, todas as suas subclasses respondem ao
mesmo protocolo i.e. falam a mesma linguagem que foi herdada.
• Uma classe 100% abstracta pode ser vista como uma especificação
meramente sintáctica (ou seja, uma assinatura de um tipo de dados),
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Classes Abstractas: resumo
• Funções das Classes Abstractas:
– Escrever especificações sintácticas para as quais múltiplas
implementações são possíveis, de momento ou no futuro;
– Normalizar a “linguagem” (API) a partir de certos pontos da
hierarquia;
– Introduzir flexibilidade e generalidade no código desenvolvido;
– Tirar todo o partido do polimorfismo (via princípio da
substituição);
– Realizar classificações mais claras de subclasses.
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Concretização do exemplo FORMA
public abstract class Forma
{ // Classe abstracta
public abstract double area();
public abstract double perimetro();
}
TRIANGULO
public class Triangulo extends Forma
{
/* altura tirada a meio da base */
// variáveis de instância
private double base, altura;
// construtores
RECTANGULO
CIRCULO
public Triangulo()
public class Rectangulo extends Forma {
public class Circulo extends Forma
{ base = 0.0; altura = 0.0; }
// variáveis de instância
{ // variáveis de instância
public Triangulo(double b, double a)
private double comp, larg;
private double raio;
{ base = b; altura = a;}
// construtores
// construtores
// métodos de instância
public Rectangulo() { comp = 0.0; larg = 0.0; }
public Circulo() { raio = 1.0; }
public double area()
public Rectangulo(double c, double l)
public Circulo(double r)
{ return base*altura/2; }
{ comp = c; larg = l; }
{ raio = (r <= 0.0 ? 1.0 : r); }
public double perimetro()
// métodos de instância
// métodos de instância
{ return base + (2*this.hipotenusa()); }
public double area() { return comp*larg; }
public double area() { return PI*raio*raio; }
public double perimetro() { return 2*(comp+larg);} public double base()
public double perimetro() { return 2*PI*raio; } public double largura() { return larg; }
{ return base; }
public double raio() { return raio; }
public double altura()
public double comprimento() { return comp; }
}
{ return altura; }
}
public double hipotenusa()
{ return sqrt(pow(base/2, 2.0) +
pow(altura, 2.0)) ;}
}
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Métodos específicos das subclasses
• Numa colecção de objectos FORMA como comunicar
com as métodos específicos de triângulo?
Forma f = new Rectangulo(4.0, 6.0);
int b = f.comprimento();
Erro de compilação!!!
• No entanto, podemos usar mecanismos de casting para
comunicar com Triângulos:
if(f instanceof Rectangulo) // testa tipo dinâmico
int b = (Rectangulo f).comprimento();
else
.....
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Classes abstractas e Variáveis de instância
• Pode haver necessidade de definir na classe abstracta atributos
comuns às suas subclasses.
public abstract class ItemMulti Falta definir um constructor para esta
classe abstracta, onde se inicializa as suas
{
variáveis de instância!
// variáveis
public ItemMulti(String tit, String dat, String com)
private String titulo;
{ titulo = tit; data = dat; obs = com; }
private String data;
private String obs;
// métodos para redefinição
public abstract double duracao();
}
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Cont()
• Embora não seja possível criar instâncias de uma classe
abstracta faz sentido estas terem construtores (para
inicializar as suas variáveis de instância)
public class Hi8 extends ItemMulti
{ // Variáveis de Instância
private int minutos;
private double ocupacao;
private int gravacoes;
// Construtores
public Hi8(String titulo, String data, String obs,
int min, double ocup, int gravc)
{ super(titulo, data, obs); // super ??
this.minutos = min; this.ocupacao = ocup;
this.gravacoes = gravc; }
......
}
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Classes Abstractas na API do Java
• Muitas vezes funcionam como máximos denominadores
comuns… (onde não é fácil ter uma relação de inclusão)
• Por vezes reúnem as operações sobre uma abstracção
(conjunto matemático). Neste caso específico a superclasse especifica
as operações que devem existir sobre um conjunto de objectos.
As subclasses implementam estas operações usando estruturas de dados
específicas.
Todas as classes
são classes
parametrizadas
TreeSet<String> a;
TreeSet<Ponto> b;
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Método equals() e Herança
• Na definição de igualdade, temos de ter em
conta o que é herdado. Exemplo para a classe
Ponto3D.
public boolean equals(Object obj)
{
if ( this == obj ) return true; // é o próprio !!
if ( obj == null ) return false;
if ( this.getClass() != obj.getClass() ) return false;
// Aqui temos a certeza que é um Ponto3D
Ponto3D pp = (Ponto3D) obj; // casting obrigatório
return super.getX() == pp.getX() &&
super.getY() == pp.getY() && this.z == pp.getZ();
}
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Exercícios
• Definir uma classe abstracta Forma.
• Definir a seguinte hierarquia de classes:
• Implementar os métodos apresentados.
• Definir a classe FigGeo que guarda um conjunto de figuras
geométricas.
• Adicionar a classe Quadrado e Elipse (subclasse de Círculo)
• Implementar um método que determina a figura com a maior área e
qual o seu tipo e outro método para o maior perímetro.
• Um método para contabilizar o número de figuras por tipo.
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Exercícios (2)
• Criar um banco que guarda as contas num ArrayList
• Definir uma classe abstracta Conta.
• Definir vários novos tipos de contas: conta à ordem,
conta a prazo, conta jovem, conta ordenado e capital:
– Prazo, tem uma taxa e um número de dias. Só há um debito que
coincide com o final do prazo.
– Jovem, tem taxa fixa de 1% TANB
– Ordenado, dá um plafond de um valor pré definido. Isto é,
permite estar com saldo devedor até ao montante estabelecido.
– Conta Capital, que contém uma taxa de juro variável, indexada
por períodos. A rentabilidade é calculada sobre estes períodos.
O plafond desta conta é indexado ao capital investido.
• Contar número de contas por tipo, inserir contas na
classe Banco e calcular despesa em juros que o banco
tem que pagar.
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