Paradigma de Orientacao a Objetos

O Paradigma Orientado a Objetos

Vtor E. Silva Souza

([email protected]) http://www.inf.ufes.br/~ vitorsouza

Departamento de Informtica

Centro Tecnolgico

Universidade Federal do Esprito Santo

Contexto: desenvolvimento de sistemas

Maio 2013 O Paradigma Orientado a Objetos 2

Descrio do problema

Descrio da soluo

Sistema

Cor

resp

ond

nci

a

Cor

rete

za

Val

ida

o

Ver

ific

ao

Problema Gesto de servios de uma biblioteca.

Toda solicitao de emprs- timo deve ser atendida.

Processo de check-out de livros da biblioteca.

Sistema de check-out de livros da biblioteca.

Modelagem e o gap semn=co


Problema a ser resolvido

Domnio do Problema (Mundo Real)

Domnio da Soluo (Mundo Computacional)

Modelo de Soluo Modelagem

Gap Semntico

O que o gap semn=co? Distncia entre o problema no mundo real e o modelo

abstrato construdo para o mundo computacional; Quanto menor, mais rpida ser a construo da

soluo; Diminuir o gap semn=co um dos obje=vos da

Engenharia de SoOware; O paradigma orientado a objetos busca meios de

diminuir este gap.


Paradigmas de desenvolvimento O que um paradigma?

Um exemplo, um modelo, um padro; Um conjunto de ideias, uma base losca.

Um paradigma de desenvolvimento agrupa mtodos e tcnicas que seguem um mesmo conjunto de princpios;

Dois dos mais conhecidos so: Desenvolvimento Estruturado; Orientao a Objetos (OO).


Paradigma a representao de um padro a ser seguido. um pressuposto filosfico, matriz, ou seja, uma teoria, um conhecimento que origina o estudo de um campo cientfico; uma realizao cientfica com mtodos e valores que so

concebidos como modelo; uma referncia inicial como base de modelo para estudos e pesquisas. (http://pt.wikipedia.org/wiki/Paradigma)

Paradigmas de desenvolvimento Estruturado:

Modelo entrada processamento sada; Dados separados das funes; Visto na disciplina de Programao II.

Orientado a Objetos (OO): O mundo composto por objetos; Objetos combinam dados e funes; Conceitos do problema so modelados como objetos que so associados e interagem entre si.


Paradigma OO vs. estruturado


Anlise de Sistemas 7

Sistema de Gerncia Departamento

Funcionrio

Nome

Ramal

Funcionrio

Nome

Ramal

Tarefa

Descrio

Prazo

funcionario gerente

Registrar Tarefa Ver Tarefas

Estruturado / Procedural

Orientado a Objetos

Mais prximo do mundo real. A lgica

encapsulada em objetos.

Desvantagens do paradigma estruturado O gap semn=co maior; Frequentemente gera sistemas diaceis de serem

man=dos: As funes tem que conhecer a estrutura dos dados; Mudanas na estrutura dos dados acarreta alterao em todas as funes relacionadas.


Por estes motivos, o paradigma orientado a objetos vem tomando o espao que antes era

dominado pelo paradigma estruturado.

Beneacios da orientao a objetos Capacidade de enfrentar novos domnios; Melhoria da interao analistas x especialistas; Aumento da consistncia interna da anlise; Alterabilidade, legibilidade e extensibilidade; Apoio reu=lizao.


Orientao a objetos no mgica e nem a tbua de salvao do desenvolvimento. preciso aplic-la com disciplina e em conjunto com outras tcnicas da Engenharia de Software.

O foco deste curso na programao OO. No entanto, preciso entender os conceitos por trs do paradigma e aprender a modelar solues OO. Voc tambm usar isso no futuro!

Filosoa O mundo composto por objetos;

OO tenta gerenciar a complexidade dos problemas do mundo real abstraindo o conhecimento relevante e encapsulando-o em objetos.


Mundo Real (Conceitos)

Modelo de Soluo (Modelagem OO) Cdigo de Mquina (Programao OO)

Um sistema construdo usando um mtodo orientado a objetos aquele cujos componentes so partes encapsuladas de dados e

funes, que podem herdar atributos e comportamento de outros componentes da mesma natureza, e cujos componentes

comunicam-se entre si por meio de mensagens.

Eduard Yourdon

Princpios fundamentais Auxiliam a administrar a complexidade; Guiam toda a tarefa de modelagem.


Abstrao Encapsulamento

Modularidade Hierarquia

Abstrao Modelos mentais: viso simplicada do mundo

construda por cada um em cada situao; Abstrair consiste em ignorar aspectos irrelevantes e

concentrar nos principais.


Abstrao Abstrao de Dados:

Um =po denido por suas operaes; Ex.: Um =po pilha denido por suas operaes empilhar e desempilhar.

Abstrao de Procedimentos: Uma operao com efeito bem denido pode ser tratada como atmica, mesmo que ela faa uso de outras operaes de mais baixo nvel;

calcularSalarioLiquido: denida em termos de obterSalarioBruto, calcularImposto, calcularDescontos, etc.


Encapsulamento Separar os aspectos externos (o que faz) dos aspectos

internos (como faz): Aspectos externos = interface, contrato; Aspectos internos = implementao.


Encapsulamento Complemento da abstrao:

Abstrao enfoca o comportamento observvel de um objeto;

Encapsulamento enfoca a implementao que origina este comportamento.

Promove maior estabilidade: Clientes do objeto s conhecem sua interface; Podemos alterar a implementao de uma operao sem afetar o restante do sistema.


Modularidade Decomposio do sistema em mdulos:

Coesos (baixo acoplamento); Autnomos; De interface simples e coerente.

Fundamental para o reuso e extenso.


Hierarquia uma forma de arrumar as abstraes e simplicar o

entendimento do problema; Tambm promovem o reuso; Sinergia para administrar a complexidade:

Abstrao auxilia a iden=car os conceitos relevantes do mundo real;

Encapsulamento oculta a viso interna das abstraes iden=cadas;

Modularidade nos d um meio de agrupar logicamente abstraes relacionadas;

Por m, abstraes formam hierarquias.


Conceitos bsicos


Classes

Estruturao

Mtodos

Instncias

Objetos

Mensagens

Associao

Composio

Herana

Objetos Um objeto uma en=dade que incorpora uma

abstrao relevante no contexto de uma aplicao; Podem ser coisas abstratas (ex.: uma reserva de

passagem area) ou concretas (ex.: um documento).


Objetos caracters=cas principais Estado (estrutura): conjunto de suas propriedades e

seus valores correntes; Comportamento: conjunto de servios (operaes) que

o objeto prov; Iden=dade: iden=cador nico que diferencia cada

objeto, mesmo que tenham o mesmo estado e comportamento.


15 70 45

Classes Uma classe descreve um conjunto de objetos com as

mesmas propriedades, o mesmo comportamento, os mesmos relacionamentos com outros objetos e a mesma semn=ca;

Similar ao conceito de =po.


15 70 45

Casa " Cor; " Nmero; " Abrir Porta; " Fechar Porta; " Arquiteto.

#

Classes e instncias Objeto = Instncia de classe; Paradigma OO norteia o desenvolvimento por meio de

classicao de objetos: Modelamos classes, e no objetos; Objetos so en=dades reais executam algum papel no sistema;

Classes so abstraes capturam a estrutura e comportamento comum a um conjunto de objetos.


Mecanismos de estruturao Objetos relacionam-se uns com os outros; preciso modelar esta complexidade e estruturar as

classes; Mecanismos propostos:

Associao; Composio; Herana.


Ligaes e associaes Ligao: conexo entre objetos; Associao: conexo entre classes que representa a

existncia de ligaes; Uma associao descreve um conjunto de potenciais

ligaes da mesma maneira que uma classe descreve um conjunto de potenciais objetos [Rumbaugh].


24 Classe: Pessoa Classe: Casa Classe: Cachorro

Habitantes Co de Guarda

Ligaes e associaes Em UML...


Composio e agregao Formas especiais de ligao que modelam

relacionamentos todo-parte; Objetos complexos agregam ou so compostos de

objetos mais simples; Segundo a especicao da UML:

Composio um =po forte de agregao; As partes devem viver e morrer como um todo; Ou o todo no existe sem as partes. Exemplo:

Um trem e sua locomo=va a vages (comp.); Uma locomo=va e seu farol (agregao).


No h consenso sobre a semn=ca... Uma viso:

Na agregao ou composio, as partes s podem exis=r como membros do todo;

A composio difere da agregao por restringir que a parte s par=cipe de 1 todo.

Outra viso: Na agregao, as partes podem exis=r sem o todo e vice-versa;

A composio difere da agregao por restringir que o todo no vive sem as partes.


Generalizao e especializao Generalizao: quando

classes tm semelhanas podemos denir uma classe mais geral;

Especializao: muitas vezes um conceito pode ser renado, adicionando-se novas caracters=cas.


Estudante

Nome

Universitario

Matrcula

EstudanteEnsinoMedio

Srie

EstudanteGraduacao

Curso

EstudanteMestrado

Orientador

Herana Generalizao e especializao so teis para

estruturao do sistema; So formadas hierarquias de classes:

Filhos (ou subclasses) herdam estrutura e comportamento dos pais (ou superclasses) e demais ancestrais, de forma indireta.

A herana possibilita: Reu=lizao; Captura explcita de caracters=cas comuns; Denio incremental de classes.


Cuidados com o uso de herana Semn=ca da herana:

um =po de; uma instncia indireta de; Ex.: Universitrio um =po de Estudante.

Se a subclasse precisa cancelar caracters=cas da superclasse, h algo errado;

Herana pode se tornar um vcio!


Herana ml=pla Ateno redundncia!


Mensagens e mtodos As operaes (servios) que um objeto oferece so

chamadas de mtodos; Para solicitar um servio um objeto (cliente) envia uma

mensagem a outro.


Objeto: Contador Objeto: Calculadora

Calcular IR (renda, descontos)

R$ 350,00

Mensagens e mtodos Encapsulamento: no permi=do acessar diretamente

as propriedades de um objeto, preciso operar por meio de mtodos (troca de mensagens);

Abstrao: a complexidade de um objeto escondida por trs de suas operaes;

Toda funcionalidade do sistema realizada pela troca de mensagem entre objetos.


Conceitos avanados


Ligao Dinmica

Polimorfismo

Operaes Abstratas

Classes Abstratas

Sobrescrita

Sobrecarga Persistncia

Classes abstratas Classes abstratas no podem ser instanciadas;

Usadas para organizar caracters=cas comuns a diversas subclasses;

Desenvolvida para ser herdada. No possui instncias diretas, s indiretas.


Veculo

Andar ()

Carro

Andar ()

Bicicleta

Andar ()

?

Operaes abstratas Classes abstratas podem denir mtodos sem

implementao, chamados abstratos; Subclasses concretas so obrigadas a implement-lo; Classes concretas no podem ter mtodos abstratos; Classes abstratas podem ter mtodos concretos.

Interface = classe abstrata que s possui operaes abstratas.


Sobrecarga e sobrescrita Sobrecarga: operaes dis=ntas com o mesmo nome; Sobrescrita: subclasse dene nova implementao para

operao denida na superclasse.


Anlise de Sistemas 37

Calculadora

Calcular IR (renda)

Calcular IR (renda, descontos) Calculadora Simplificada .

Calcular IR (renda, descontos)

Polimorsmo O objeto emissor no precisa saber quem o objeto

receptor, contanto que saiba que ele responde a uma certa mensagem; O emissor s conhece uma interface; O receptor sabe a implementao certa.

uma forma de sobrescrita, mas todas as operaes mantm a mesma semn=ca em toda a hierarquia.


Polimorsmo Habilidade de tomar vrias formas.


Forma

desenhar ()

desenhar ()

Ligao dinmica Quando chamamos uma funo, esta deve estar ligada

ao cdigo que a implementa; Ligao est=ca = feita em tempo de compilao; Ligao dinmica ou tardia = feita em tempo de execuo.

Necessrio por nem sempre sabermos a classe verdadeira de um objeto;

a base para o polimorsmo.


Persistncia Capacidade do objeto de transcender o tempo e o

espao; Armazenamento em banco de dados; Transmisso pela rede.


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