Orientação a Objetos usando Java
Patricia A. Jaques
Contribuições: Luiz Gonzaga Jr
Classes e Objetos
• Para entendermos os conceitos de orientação a objetos é
necessário entendermos o que é um objeto. Por exemplo,
consideremos objetos do mundo real: seu cachorro, seu
computador, sua bicicleta.
• Os objetos do mundo real tem duas características: eles tem
estado e comportamento. Por exemplo, cachorros tem estados
(nome, cor, tamanho) e comportamentos (latir, andar, correr).
• Objetos de software, assim como, objetos do mundo real
possuem estado (variáveis) e comportamento (métodos).
Podemos representar objetos do mundo real através de objetos de
software (por exemplo, um livro), assim como, também podemos
modelar conceitos abstratos (por exemplo, uma ação do usuário
em uma interface gráfica).
Correntista
#Nome:string
#Saldo: float
+verificaSaldo ( );
+depositaValor ( );
+retiraValor ( );
• Classes: descrevem as informações armazenadas e
os serviços providos por um objeto
– especificação de objetos
• Objetos: cada uma das instâncias de uma classe.
– Por exemplo: cada uma das contas vai ser um objeto
– existe apenas em tempo de execução?!
Definindo uma classe em Java
class ContaCorrente
{
}
Definindo uma classe em Java
Variáveis: definem o comportamento estático do
objeto.
Variável de
Classe
Variáveis de
Instância
class ContaCorrente
{
static float montanteTotal;
float saldo;
String nome;
// Definição dos métodos
}
Definindo uma classe em Java
Classe ContaCorrente
montanteTotal: 600
Maria
João
Joana
100
200
300
Definindo uma classe em Java
• Métodos: definem os serviços que podem ser solicitados a
uma instância (objeto), ou seja, o comportamento dinâmico de
um objeto.
• Por exemplo, na classe ContaCorrente podem ser definidos os
métodos:
- verificaSaldo: retorna o saldo da conta corrente;
- depositaValor: deposita um valor especificado x na conta;
- retiraValor: retira um valor especificado x da conta;
• Os métodos determinam o comportamento dos
objetos de uma classe.
• Quando um método é invocado, se diz que o objeto
está recebendo uma mensagem (para executar uma
ação).
• No jargão da OO, um objeto chamar um método de
outro é:
– um objeto cliente enviar uma mensagem a um objeto
servidor.
• Um objeto pode nunca manipular os dados internos
de outros objetos.
– A manipulação pode ocorrer através de chamada de
métodos do objeto que está tendo os valores de seus dados
modificados.
Definição de Métodos
<modificador> <tipo de retorno> <nome> (lista de argumentos)
{
<bloco de código>
}
Mutator Methods
public void setData (int d, int m, int a) { ... }
Acessor Methods
public int getDay () { ...}
public void exibeData ( )
{
System.out.println (d+”/”+m+”/”+a);
}
Definindo uma classe em Java
class ContaCorrente
{
static float montanteTotal;
float saldo;
String nome;
float verificaSaldo ( )
{
return saldo;
}
void depositaValor (float valor)
{
saldo = saldo + valor;
montanteTotal += valor;
}
void retiraValor (float valor)
{
if (saldo>=valor)
{
saldo = saldo – valor;
montanteTotal -= valor;
}
} }
Criando um objeto
• Objeto é uma instância de uma classe;
• Usamos o operador new para criar um objeto.
Variável que conterá uma
referência a um objeto
ContaCorrente minhaConta;
minhaConta = new ContaCorrente ( );
Criação do objeto
ContaCorrente minhaConta = new ContaCorrente ( );
Acessando variáveis e métodos de um objeto
Operador ponto (.)
class AcessaContaCorrente {
public static void main (String args [ ]) {
ContaCorrente minhaConta = new ContaCorrente ( );
minhaConta.nome = “Maria”;
float saldo;
Nome: Maria
saldo = minhaConta.verificaSaldo ( );
Saldo:
Saldo:200
0
minhaConta.depositaValor (200);
saldo = minhaConta.verificaSaldo ( );
}
}
ContaCorrente outraConta = new ContaCorrente ( );
outraConta.nome = “Joao”;
Nome: Joao
saldo = outraConta.verificaSaldo ( );
Saldo: 0
Exercício 1 – Criando Objeto ContaCorrente
• Implemente a classe ContaCorrente da seção 3.1.2
• Implemente um método print() que exiba na tela os
dados do dono da conta corrente.
• Crie uma outra classse que se chama
AcessaContaJoao
– No método main(), crie uma conta para o “João da Silva”
com saldo = 1000.
– Exiba os dados da conta chamando o método print( ).
– Faça um saque de 135.
– Exiba novamente os dados.
Método Construtor
• Método que é automaticamente executado ao ser criado o
objeto;
• É usado para inicialização de variáveis ou para a chamada de
outros métodos;
• Os métodos construtores tem o mesmo nome que a classe;
• Não é obrigatório criar um construtor. Caso não exista a
declaração de um construtor, o compilador gera
automaticamente um construtor default.
• Pode haver mais de um método construtor mas eles tem que ter
número de parâmetros diferentes ou tipos de parâmetros
diferentes.
Método Construtor
class ContaCorrente
{
static float montanteTotal;
float saldo;
String nome;
public ContaCorrente (String nomeDono)
{
nome = nomeDono;
saldo = 0;
}
float verificaSaldo ( )
{
return saldo;
}
// restante do código
}
Acessando variáveis e métodos de um objeto
Operador ponto (.)
class AcessaContaCorrente {
public static void main (String args [ ]) {
ContaCorrente minhaConta = new ContaCorrente (“Maria”);
minhaConta.nome = “Maria”;
float saldo;
Nome: Maria
saldo = minhaConta.verificaSaldo ( );
Saldo:
Saldo:200
0
minhaConta.depositaValor (200);
saldo = minhaConta.verificaSaldo ( );
}
}
ContaCorrente outraConta = new ContaCorrente (“Joao”);
outraConta.nome = “Joao”;
saldo = outraConta.verificaSaldo ( );
Nome: Joao
Saldo: 0
Operador this
• Java inclui um valor de referência especial, chamado
this, que é usado dentro de qualquer método para
referir-se ao objeto corrente.
• O valor de this refere-se ao objeto do qual o método
corrente foi chamado.
Operador this
class TestaThis
{
int var1 = 4;
public void metodo ()
{
int var1 = 8;
System.out.println (var1);
}
}
var1=8;
class TestaThis
{
int var1 = 4;
public void metodo ()
{
int var1 = 8;
System.out.println
(this.var1);
}
}
var1=4;
Operador this
class ContaCorrente
{
static float montanteTotal;
float saldo;
String nome;
public ContaCorrente (String nome)
{
this.nome = nome;
saldo = 0;
}
... // restante do código
}
class ContaCorrente
Variáveis
Estrutura
membro
{
static float montanteTotal;
float saldo;
String nome;
public ContaCorrente (String nome)
{
this.nome = nome;
Método
saldo = 0;
Construtor
}
float verificaSaldo ( )
Métodos
{
return saldo;
}
void depositaValor (float valor)
{
saldo = saldo + valor;
montanteTotal += valor;
}
}
void retiraValor (float valor)
{
if (saldo>=valor)
{
saldo = saldo – valor;
montanteTotal -= valor;
}
}
public static void main (String args [ ])
{
ContaCorrente minhaConta = new
ContaCorrente ("Maria");
minhaConta.depositaValor (200);
float saldo = minhaConta.verificaSaldo ( );
System.out.println (saldo);
}
Método Main
Exercício 2 – Classe Pessoa
• Implemente a classe Pessoa
• Uma pessoa possui:
–
–
–
–
um nome;
uma data de nascimento;
um endereço;
implemente o método print ( ) : exibe na tela os dados da
Pessoa.
• No método public static void main :
– crie dois objetos do tipo Pessoa: um que represente você e
outro que represente o colega do lado.
Sobrecarga de Métodos
• É possível criar métodos com mesmo nome, mas
lista de parâmetros diferentes.
• Isto é chamado de sobrecarga de métodos (ou
overloading).
• É reconhecido em tempo de compilação.
• É devido a esta propriedade que podemos ter dois
métodos construtores com parâmetros diferentes.
Sobrecarga de Métodos
class ContaCorrente
{
static float montanteTotal;
float saldo;
String nome;
public ContaCorrente (String nome)
{
this.nome = nome;
saldo = 0;
}
public ContaCorrente (String nome, float saldo)
{
this.nome = nome;
this.saldo = saldo;
}
... // restante do código
}
Exercício 2 – Classe Pessoa
• Na classe Pessoa
• Crie um método construtor que crie um objeto
Pessoa recebendo como parâmetro o nome da
Pessoa e outro que não receba nada como
parâmetro.
• No método public static void main :
– crie dois objetos do tipo Pessoa:
– um que represente você, não passando nada para o método
construtor;
– outro que represente o colega do lado: passando o nome do
colega como parâmetro.
Passagem de Parâmetros por Valor
• Passagem de Argumentos para Métodos em Java:
– Java passa somente argumentos por Valor
– O argumento passado para outro método não
pode ser alterado
• Não há passagem de argumentos por referência
– Se um argumento passado for um objeto
(instância de uma classe):
• as variáveis membros deste objeto poderão ser
alteradas;
• Mas a referência do próprio objeto não pode ser
alterada.
Passagem de Parâmetros por Valor
class TestaPassagemParametros{
public static void trocaValorPrimitivo (int num){
num = num +6;
}
public static void trocaValorObjeto (ContaCorrente c) {
c.saldo = 300;
}
public static void trocaReferenciaObjeto (ContaCorrente c){
c = new ContaCorrente ("Mulher Maravilha", 200);
}
public static void main (String args [ ])
{
int val = 11;
trocaValorPrimitivo (val);
System.out.println ("val = "+val);
val=11
ContaCorrente minhaConta = new ContaCorrente ("SuperHomem");
System.out.println (minhaConta.saldo);
trocaValorObjeto (minhaConta);
System.out.println (minhaConta.saldo);
}
}
trocaReferenciaObjeto (minhaConta);
System.out.println (minhaConta.nome);
saldo=0
saldo=300
nome=SuperHomem
Exercicio
• Implemente o exercício anterior, porém tentando
passar como parâmetro para um novo método uma
String.
• Neste método faça a variável String receber a
referência para um outro parâmetro.
public static void trocaReferenciaString (String str){
str = “azul”;
}
O que acontece?
Por quê?
Modificadores de Acesso
Modificador
Visibilidade
private
Podem ser acessados somente por métodos da
mesma classe.
sem
modificador
Por qualquer classe
(inclusive subclasses).
protected
Por qualquer classe do mesmo pacote e pelas
subclasses (que podem estar no mesmo pacote
ou em outro pacote).
public
Podem ser acessados de qualquer classe.
do
mesmo
pacote
Encapsulamento
class ContaCorrente
{
private static float
montanteTotal;
private float saldo;
private String nome;
public ContaCorrente (String
nomeDono)
{
nome = nomeDono;
saldo = 0;
}
public float verificaSaldo ( )
{
return saldo;
}
public void depositaValor (float valor)
{
saldo = saldo + valor;
montanteTotal += valor;
}
public void retiraValor (float valor)
{
if (saldo >= valor) saldo = saldo – valor;
montanteTotal -= valor;
}
public static float obtemTotalBanco ( )
{
return montanteTotal;
}
}
Encapsulamento
• Vantagem: Quando alterar os tipos dos dados de uma classe não
é necessário alterar as classes que acessam essa classe.
class Pessoa {
public String nome;
public String data;
}
class AcessaPessoa {
public static void main (String args [ ]) {
Pessoa p = new Pessoa ( );
p.nome = "Patty";
p.data = "4/4/1976";
}
}
class Pessoa {
public String nome;
public int dia;
public int mes;
public int ano;
}
class AcessaPessoa {
public static void main (String args [ ]) {
Pessoa p = new Pessoa ( );
p.nome = "Patty";
p.dia = 4;
p.mes = 4;
p.ano = 4;
}
}
class Pessoa {
private String nome;
private String data;
public setNome (String nome) {
this.nome = nome;
}
public setData (String data) {
this.data = data;
}
public String getNome () {
return nome;
}
public String getData () {
return data;
}
}
class AcessaPessoa {
public static void main
(String args [ ]) {
Pessoa p = new Pessoa ( );
p.setNome ("Joao");
p.setData ("3/4/1967");
}
}
class Pessoa {
private String nome;
private int dia;
private int mes;
private int ano;
class AcessaPessoa {
public static void main
(String args [ ]) {
Pessoa p = new Pessoa ( );
p.setNome ("Joao");
p.setData ("3/4/1967");
}
}
public setNome (String nome) {
this.nome = nome;
}
public setData (String data) {
int v [] = separaData (data);
dia = v[0];
mes = v[1];
ano = v[2];
}
public String getNome () {
return nome;
}
public String getData () {
String data = dia + "/" + mes + "/" + ano;
return data;
}
}
Exercício 3 - Encapsulamento
• Agora que você aprendeu o conceito de
encapsulamento, encapsule os atributos da classe
Pessoa:
– Os dados são private e seus valores podem ser acessados e
modificado pelos métodos mutator (set...) e acessor (get...);
Herança
• Chamamos de herança quando novas classes
herdam propriedades (dados e métodos) de outras
classes existentes.
• Esse é um importante recurso da orientação a
objetos que permite a reutilização de código.
• As classes que herdam as propriedades são
chamadas subclasses;
• A classe pai é chamada superclasse.
class Ponto {
int x, y;
public Ponto (int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
public Ponto ( ) {
this (-1, -1); // o this também pode ser usado para chamar
// construtores
}
}
public void print ( ) {
System.out.print (“\n”+x +", "+ y);
}
super
class Ponto3D extends Ponto {
int z;
public Ponto3D (int x, int y, int z) {
this.x = x;
Código igual
na
Chamando
construtor
this.y(x,
= y;
super
y);
classe
e filho
dapai
classe
pai
this.z = z;
}
public Ponto3D ( ) {
this (-1, -1, -1);
}
}
class Ponto3D extends Ponto {
int z;
public Ponto3D (int x, int y, int z) {
super (x, y); // chama o construtor Ponto (x, y)
this.z = z;
}
public Ponto3D ( ) {
this (-1, -1, -1);
}
public void printPonto3D ( ) {
Chama método print( )
da classe pai
print ( );
System.out.print (", "+z);
}
}
class Herança {
public static void main (String args [ ]) {
Ponto p1 = new Ponto (1,1);
Ponto3D p2 = new Ponto3D (2,2,2);
1, 1
p1.print ( );
p2.printPonto3D ( );
}
}
2, 2, 2
Exercício 4 - Herança
• Implemente a classe Aluno
– A classe Aluno é subclasse da classe Pessoa
– A classe Aluno, além de conter os dados de uma pessoa,
vai ter uma nota e uma turma.
– Crie métodos acessor e mutator para os atributos nota e
turma.
– Escreva um método print2() que chame o método print() da
classe pai (Pessoa) que irá exibir nome, data de nasc e
endreço do aluno e exiba na tela a nota e a turma do aluno.
• No método public static void main:
– crie 1 objeto aluno que represente voce como aluno do
curso Java. Que nota você se dá? :o)
Sobreposição (Overloading)
class Ponto3D extends Ponto {
int z;
public Ponto3D (int x, int y, int z) {
super (x, y); // chama o construtor Ponto (x, y)
this.z = z;
}
public Ponto3D ( ) {
this (-1, -1, -1);
}
Chama método print( )
print
public void printPonto3D
(){
da classe pai
super. print ( );
System.out.print (", "+z);
}
}
Polimorfismo
class Polimorfismo {
public static void main (String args [ ]) {
3, 3, 3
}
Ponto p1 = new Ponto (1,1);
Ponto3D p2 = new Ponto3D (2,2,2);
Ponto p3 = new Ponto3D (3,3,3);
p1.print ( );
1, 1
p2.print ( );
p3.print ( );
2, 2, 2
}
A capacidade
de um objeto decidir qual método aplicará para si na
hierarquia de heranças é chamada de polimorfismo.
A idéia do polimorfismo é que embora a mensagem seja a mesma, os
objetos poderão ter comportamentos diferentes.
Dinamic Binding
Ponto3D p1 = new Ponto3D ( );
Ponto p2 = new Ponto3D ( );
Ponto3D p3 = new Ponto ( );
Ponto p2 = new Ponto3D ( );
Ponto3D p4 = (Ponto3D) p2;
Se não usar casting é gerado erro
em tempo de compilação
• Um método não pode ser menos acessível que o
método que ele sobrescreve (na classe pai).
class Ponto {
private void print ( ) {
...
}
}
class Ponto3D extends Ponto {
public void print ( ) {
...
}
}
Exercício 5 – sobreposição
• Na classe Aluno (criada no exercício anterior) faça a
sobreposição do método print da classe pai (classe
Pessoa) , substituindo o método print2( ) .
Classes Abstratas
• Problema:
– Queremos construir um array de Polígonos.
– Um polígono pode ser um Retângulo, um Quadrado, uma
Elipse ou um Triângulo. E terão dois métodos básicos: area
( ) e circunferencia ( ).
– Mas um array só guarda objetos do mesmo tipo?
– Solução: criar uma classe abstrata que declare os métodos
area() e circunferencia(), mas não os implementando, pois a
área de um Triângulo é diferente da área de um Quadrado.
Classes Abstratas
abstract class Shape {
String cor;
public abstract double area ( );
public abstract double circunference ( );
public String getType () {
Class c = this.getClass();
return c.getName();
}
}
Enquanto o programa
executa, Java mantém o que
é chamado de identificação
do tipo em tempo de
execução (RTTI). Permite
saber a qual classe um objeto
pertence. Podemos acessar
essa informação usando a
classe Class.
Classes Abstratas
class Circle extends Shape {
public static final double PI =
3.141592656358979323846;
protected double r;
public Circle (double r)
{
this.r = r;
}
public double getRadius () {
return r;
}
public double area () {
return PI*r*r;
}
public double circunference () {
return 2*PI*r;
}
} // da class Circle
class Rectangle extends Shape {
protected double w, h;
public Rectangle (double w, double h) {
this.w = w;
this.h = h;
}
public double getWidth () {
return w;
}
public double getHeight () {
return h;
}
public double area () {
return w*h;
}
public double circunference () {
return 2*(w+h);
} } // da class Rectangle
Classes Abstratas
• Apenas métodos podem ser abstratos;
• Se uma classe contiver pelo menos um método
abstract, ela deve ser declarada como abstract;
• Uma classe abstrata não pode ser instanciada. Só
podem ser instanciadas as classes filhas que
implementarem os métodos abstracts;
• Se uma subclasse não implementar os métodos
abstracts da classe abstract, ela também será
abstract.
• Classes abstratas podem ter variáveis e métodos
não abstratos, ou seja, implementados.
• Métodos abstract não podem ser private, static e
final.
Classes Abstratas
class ClassesAbstratas {
public static void main (String args [ ]) {
Shape [ ] shapes = new Shape [2];
shapes [0] = new Circle (2);
shapes [1] = new Rectangle (1, 3);
double totalArea = 0;
for (int i=0; i<shapes.length; i++) {
System.out.println ("O objeto "+i+ " é um "+shapes [i].getType());
// ou utilizo instanceof
//if (shapes [i] instanceof Circle) System.out.println ("É um Circle");
totalArea += shapes[i].area();
}
System.out.println ("Área total de todos os objetos é "+totalArea);
}
}
Exercício 7 – Classes Abstratas
• Implemente uma classe Hexagono. Essa classe
tambem herda propriedades da classe abstrata
Shape. O hexagono possui apenas um atributo que o
compimento do lado s (Todos os lados tem
comprimentos iguais).
• Implemente os métodos area e circunference do
hexagono:
– A area de um hexagono é: 3/2*Math.sqrt(3)*s*s
– A circunferência de um hexagono é: 6*s.
• Implemente o método main e crie um hexagono de
lado s=5.
s
• Qual é a area e circunferência deste hexagono?
• Mostre estas informações na tela.
Interfaces
• Uma interface não pode possuir nenhuma
implementação;
• Todos os métodos são abstratos, mesmo que o
programador omita o modificador abstract;
• Todos os métodos são públicos, mesmo que o
modificador public seja omitido;
• Todas as variáveis em uma interface são constantes,
mesmo que não sejam declaradas como static final;
Interfaces
interface MinhaInterface {
int getSize ( );
void setSize (int param);
}
class MinhaClasse implements MinhaInterface
{
int size;
Não é possível criar uma
public int getSize ( ) {
instância de uma interface.
return size;
Para criar uma instância
}
public void setSize (int tam) { é preciso implementar a
size = tam;
interface.
}
}
Interfaces
• Java não permite herança múltipla, por isso uma
classe pode ser subclasse(extends) apenas de uma
superclasse mas implementar (implements) várias
interfaces.
• Podemos declarar classe abstrata Shape como
interface:
– retirar implementação do método Type();
– as classes que implementam Shape podem herdar
propriedades de outra classes.
Garbage Collection
String str = “Primeiro espaço”;
System.out.println (“Usando memória original: “+str);
str = “Outro espaço”;
System.out.println (“Usando outro espaço de memória: “+str);
Primeiro espaço
str
10
Área de memória
liberada pelo Garbage
Collection
10 100
Outro espaço
100
Exercício 6 - Agregação
•
•
Implemente a classe Ponto.
Um ponto tem dois atributos do tipo inteiro:
Ponto
– As coordenadas x e y.
•
Além disso, um ponto também tem os métodos:
– Método construtor:
• Inicializa as coordenadas x e y com os valores passados como parametro para o
método.
– setaCoordenadas (int x, int y):
• que recebe como parametro os novos valores das coordenadas.
– exibe ():
TestaReta
Reta
• Que exibe os valores dos atributos x e y.
•
•
Implemente a classe Reta.
Uma Reta possui 2 atributos do tipo Ponto:
– O ponto inicial e o ponto final da Reta.
•
Uma Reta possui os métodos:
– Método Construtor: recebe 4 valores inteiros e inicializa as coordenadas x
e y de cada ponto.
– exibe( ): exibe as coordenadas x e y de cada ponto.
•
Implemente a classe TestaReta:
– que possui apenas o método main. Dentro do método main:
• crie uma reta e inicialize o Ponto Inicial com x=2, y = 3 e o Ponto Final com x=5,
y=6.
• chame o método exobe da classe Reta.