Caelum - java - objetos, Notas de estudo de Informática

Baixe Caelum - java - objetos e outras Notas de estudo em PDF para Informática, somente na Docsity! Caelum Ensino e Inovação FJ-11 Java e Orientação a Objetos www.caelum.com.br o design by aef.com.br A Caelum atua no mercado com consultoria, desenvolvimento e ensino em computação. Sua equipe participou do desenvolvimento de projetos em vários clientes e, após apresentar os cursos de verão de Java na Universidade de São Paulo, passou a oferecer treinamentos para o mercado. Toda a equipe tem uma forte presença na comunidade através de eventos, artigos em diversas revistas, participação em muitos projetos open source como o VRaptor e o Stella e atuação nos fóruns e listas de discussão como o GUJ. Com uma equipe de mais de 60 profissionais altamente qualificados e de destaque do mercado, oferece treinamentos em Java, Ruby on Rails e Scrum em suas três unidades - São Paulo, Rio de Janeiro e Brasília. Mais de 8 mil alunos já buscaram qualificação nos treinamentos da Caelum tanto em nas unidades como nas próprias empresas com os cursos incompany. O compromisso da Caelum é oferecer um treinamento de qualidade, com material constantemente atualizado, uma metodologia de ensino cuidadosamente desenvolvida e instrutores capacitados tecnicamente e didaticamente. E oferecer ainda serviços de consultoria ágil, mentoring e desenvolvimento de projetos sob medida para empresas. Comunidade Nossa equipe escreve constantemente artigos no Blog da Caelum que já conta com 150 artigos sobre vários assuntos de Java, Rails e computação em geral. Visite-nos e assine nosso RSS: ➡ blog.caelum.com.br Acompanhe também a equipe Caelum no Twitter: ➡ twitter.com/caelumdev/equipe O GUJ é maior fórum de Java em língua portuguesa, com 700 mil posts e 70 mil usuários. As pessoas da Caelum participam ativamente, participe também: ➡ www.guj.com.br Assine também nossa Newsletter para receber as novidades e destaques dos eventos, artigos e promoções da Caelum: ➡ www.caelum.com.br/newsletter No site da Caelum há algumas de nossas Apostilas disponíveis gratuitamente para download e alguns dos artigos de destaque que escrevemos: ➡ www.caelum.com.br/apostilas ➡ www.caelum.com.br/artigos Índice 1 Como Aprender Java 1 1.1 O que é realmente importante? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Sobre os exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.3 Tirando dúvidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.4 Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 O que é Java 3 2.1 Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.2 Máquina Virtual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.3 Java lento? Hotspot e JIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.4 Versões do Java e a confusão do Java2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.5 JVM? JRE? JDK? O que devo baixar? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.6 Onde usar e os objetivos do Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.7 Especificação versus implementação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.8 Como o FJ-11 está organizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.9 Compilando o primeiro programa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.10 Executando seu primeiro programa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.11 O que aconteceu? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.12 Para saber mais: como é o bytecode? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.13 Exercícios: Modificando o Hello World . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.14 O que pode dar errado? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.15 Um pouco mais... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.16 Exercícios adicionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 i 3 Variáveis primitivas e Controle de fluxo 14 3.1 Declarando e usando variáveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.2 Tipos primitivos e valores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.3 Exercícios: Variáveis e tipos primitivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.4 Discussão em aula: convenções de código e código legível . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.5 Casting e promoção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.6 O If-Else . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.7 O While . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.8 O For . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.9 Controlando loops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.10 Escopo das variáveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.11 Um bloco dentro do outro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.12 Para saber mais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.13 Exercícios: Fixação de sintaxe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.14 Desafios: Fibonacci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4 Orientação a objetos básica 28 4.1 Motivação: problemas do paradigma procedural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.2 Criando um tipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4.3 Uma classe em Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.4 Criando e usando um objeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.5 Métodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.6 Métodos com retorno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4.7 Objetos são acessados por referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.8 O método transfere() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.9 Continuando com atributos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.10 Para saber mais: Uma Fábrica de Carros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.11 Um pouco mais... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.12 Exercícios: Orientação a Objetos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.13 Desafios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.14 Fixando o conhecimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 ii 5 Um pouco de arrays 49 5.1 O problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 5.2 Arrays de referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.3 Percorrendo uma array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 5.4 Percorrendo uma array no Java 5.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.5 Exercícios: Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.6 Um pouco mais... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 5.7 Desafios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.8 Testando o conhecimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 6 Modificadores de acesso e atributos de classe 57 6.1 Controlando o acesso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 6.2 Encapsulamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 6.3 Getters e Setters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 6.4 Construtores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 6.5 A necessidade de um construtor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 6.6 Atributos de classe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 6.7 Um pouco mais... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 6.8 Exercícios: Encapsulamento, construtores e static . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 6.9 Desafios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 7 Orientação a Objetos – herança, reescrita e polimorfismo 72 7.1 Repetindo código? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 7.2 Reescrita de método . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 7.3 Invocando o método reescrito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 7.4 Polimorfismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 7.5 Um outro exemplo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 7.6 Um pouco mais... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 7.7 Exercícios: Herança e Polimorfismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 7.8 Dicussões em aula: Alternativas ao atributo protected . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 iii 14 O pacote java.lang 157 14.1 Pacote java.lang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 14.2 Um pouco sobre a classe System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 14.3 java.lang.Object . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 14.4 Casting de referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 14.5 Métodos do java.lang.Object: equals e toString . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 14.6 Integer e classes wrappers (box) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 14.7 Autoboxing no Java 5.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 14.8 java.lang.String . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 14.9 java.lang.Math . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 14.10Exercícios: java.lang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 14.11Desafio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 14.12Discussão em aula: O que você precisa fazer em Java? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 15 Pacote java.io 171 15.1 Conhecendo uma API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 15.2 Orientação a objetos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 15.3 InputStream, InputStreamReader e BufferedReader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 15.4 Lendo Strings do teclado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 15.5 A analogia para a escrita: OutputStream . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 15.6 Uma maneira mais fácil: Scanner e PrintStream . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 15.7 Um pouco mais... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 15.8 Exercícios: Java I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 15.9 Discussão em aula: Design Patterns e o Template Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 16 Collections framework 182 16.1 Arrays são trabalhosos, utilizar estrutura de dados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 16.2 Listas: java.util.List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 16.3 Listas no Java 5.0 com Generics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 16.4 A importância das interfaces nas coleções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 16.5 Ordenação: Collections.sort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 16.6 Exercícios: Ordenação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 16.7 Conjunto: java.util.Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 vi 16.8 Principais interfaces: java.util.Collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 16.9 Percorrendo coleções no Java 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 16.10Para saber mais: Iterando sobre coleções com java.util.Iterator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 16.11Mapas - java.util.Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 16.12Para saber mais: Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 16.13Para saber mais: Equals e HashCode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 16.14Para saber mais: Boas práticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 16.15Exercícios: Collections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 16.16Desafios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 17 Programação Concorrente e Threads 205 17.1 Threads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 17.2 Escalonador e trocas de contexto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 17.3 Garbage Collector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 17.4 Para saber mais: problemas com concorrência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 17.5 Para saber mais: Vector e Hashtable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 17.6 Um pouco mais... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 17.7 Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 17.8 Exercícios avançados de programação concorrente e locks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 18 E agora? 216 18.1 Exercício prático . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 18.2 Certificação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 18.3 Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 18.4 Revistas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 18.5 Grupos de Usuários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 18.6 Falando em Java - Próximos módulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 19 Apêndice - Sockets 218 19.1 Motivação: uma API que usa os conceitos aprendidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 19.2 Protocolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 19.3 Porta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 19.4 Socket . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 vii 19.5 Servidor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 19.6 Cliente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 19.7 Imagem geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 19.8 Exercícios: Sockets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 19.9 Desafio: Múltiplos Clientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 19.10Desafio: broadcast das mensagens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 19.11Solução do sistema de chat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 20 Apêndice - Instalação do Java 230 20.1 Escolhendo a VM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 20.2 Instalando no Ubuntu e outros Linux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 20.3 No Mac OS X e Solaris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 20.4 Instalação do JDK em ambiente Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 21 Apêndice - Debugging 236 21.1 O que é debugar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 21.2 Debugando no Eclipse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 21.3 Perspectiva de debug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 21.4 Degub avançado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 21.5 Profiling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 21.6 Profiling no Eclipse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 Versão: 12.3.19 viii CAPÍTULO 2 O que é Java “Computadores são inúteis, eles apenas dão respostas” – Picasso Chegou a hora de responder as perguntas mais básicas sobre Java. Ao término desse capítulo, você será capaz de: • responder o que é Java; • mostrar as vantagens e desvantagens do Java; • entender bem o conceito de máquina virtual; • compilar e executar um programa simples. 2.1 - Java Entender um pouco da história da plataforma Java é essencial para enxergar os motivos que a levaram ao sucesso. Quais eram os seus maiores problemas quando programava na década de 1990? • ponteiros? • gerenciamento de memória? • organização? • falta de bibliotecas? • ter de reescrever parte do código ao mudar de sistema operacional? • custo financeiro de usar a tecnologia? A linguagem Java resolve bem esses problemas, que até então apareciam com frequência nas outras lin- guagens. Alguns desses problemas foram particularmente atacados porque uma das grandes motivações para a criação da plataforma Java era de que essa linguagem fosse usada em pequenos dispositivos, como tvs, video-cassetes, aspiradores, liquidificadores e outros. Apesar disso a linguagem teve seu lançamento focado no uso em clientes web (browsers) para rodar pequenas aplicações (applets). Hoje em dia esse não é o grande mercado do Java: apesar de ter sido idealizado com um propósito e lançado com outro, o Java ganhou destaque no lado do servidor. O Java é desenvolvido e mantido pela Sun (http://www.sun.com) através de um comitê (http://www.jcp. org) e seu site principal é o http://java.sun.com. (java.com é um site mais institucional, voltado ao consumidor de produtos e usuários leigos, não desenvolvedores). Com a compra da Sun pela Oracle em 2009, muitas URLs e nomes tem sido trocados para refletir a marca da Oracle. 3 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos Breve história do Java A Sun criou um time (conhecido como Green Team) para desenvolver inovações tecnológicas em 1992. Esse time foi liderado por James Gosling, considerado o pai do Java. O time voltou com a idéia de criar um interpretador (já era uma máquina virtual, veremos o que é isso mais a frente) para pequenos dispositivos, facilitando a reescrita de software para aparelhos eletrônicos, como vídeo cassete, televisão e aparelhos de TV a cabo. A idéia não deu certo. Tentaram fechar diversos contratos com grandes fabricantes de eletrônicos, como Panasonic, mas não houve êxito devido ao conflito de interesses e custos. Hoje, sabemos que o Java domina o mercado de aplicações para celulares com mais de 2.5 bilhões de dispositivos compatíveis, porém em 1994 ainda era muito cedo para isso. Com o advento da web, a Sun percebeu que poderia utilizar a idéia criada em 1992 para rodar pequenas aplicações dentro do browser. A semelhança era que na internet havia uma grande quantidade de sistemas operacionais e browsers, e com isso seria grande vantagem poder pro- gramar numa única linguagem, independente da plataforma. Foi aí que o Java 1.0 foi lançado: focado em transformar o browser de apenas um cliente fino (thin client ou terminal burro) para uma aplicação que possa também realizar operações, não apenas renderizar html. Atualmente os applets realmente não são o foco da Sun. É curioso notar que a tecnologia Java nasceu com um objetivo em mente, foi lançado com outro, mas, no final, decolou mesmo no desen- volvimento de aplicações do lado do servidor. Sorte? Você pode ler a história da linguagem Java em: http://java.sun.com/java2/whatis/1996/ storyofjava.html E um vídeo interessante: http://tinyurl.com/histjava Em 2009 a Oracle comprou a Sun, fortalecendo a marca. A Oracle sempre foi, junto com a IBM, uma das empresas que mais investiram e fizeram negócios através do uso da plataforma Java. No Brasil, diversos grupos de usuários se formaram para tentar disseminar o conhecimento da linguagem. Um deles é o GUJ (http://www.guj.com.br), uma comunidade virtual com artigos, tutoriais e fórum para tirar dúvidas, o maior em língua portuguesa com mais de cem mil usuários e 1 milhão de mensagens. Encorajamos todos os alunos a usar muito os fóruns do mesmo, pois é uma das melhores maneiras para achar soluções para pequenos problemas que acontecem com grande freqüência. 2.2 - Máquina Virtual Em uma linguagem de programação como C e Pascal, temos a seguinte situação quando vamos compilar um programa: O código fonte é compilado para código de máquina específico de uma plataforma e sistema operacional. Muitas vezes o próprio código fonte é desenvolvido visando uma única plataforma! Esse código executável (binário) resultante será executado pelo sistema operacional e, por esse motivo, ele deve saber conversar com o sistema operacional em questão. Capítulo 2 - O que é Java - Máquina Virtual - Página 4 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos Isto é, temos um código executável para cada sistema operacional. É necessário compilar uma vez para Windows, outra para o Linux, e assim por diante, caso a gente queira que esse nosso software possa ser utilizado em várias plataformas. Esse é o caso de aplicativos como o OpenOffice, Firefox e outros. Como foi dito anteriormente, na maioria das vezes, a sua aplicação se utiliza das bibliotecas do sistema operacional, como, por exemplo, a de interface gráfica para desenhar as “telas”. A biblioteca de interface gráfica do Windows é bem diferente das do Linux: como criar então uma aplicação que rode de forma parecida nos dois sistemas operacionais? Precisamos reescrever um mesmo pedaço da aplicação para diferentes sistemas operacionais, já que eles não são compatíveis. Já o Java utiliza do conceito de máquina virtual, onde existe, entre o sistema operacional e a aplicação, uma camada extra responsável por “traduzir” - mas não apenas isso - o que sua aplicação deseja fazer para as respectivas chamadas do sistema operacional onde ela está rodando no momento: Dessa forma, a maneira com a qual você abre uma janela no Linux ou no Windows é a mesma: você ganha independência de sistema operacional. Ou, melhor ainda, independência de plataforma em geral: não é preciso se preocupar em qual sistema operacional sua aplicação está rodando, nem em que tipo de máquina, configurações, etc. Repare que uma máquina virtual é um conceito bem mais amplo que o de um interpretador. Como o próprio nome diz, uma máquina virtual é como um “computador de mentira": tem tudo que um computador tem. Em outras palavras, ela é responsável por gerenciar memória, threads, a pilha de execução, etc. Sua aplicação roda sem nenhum envolvimento com o sistema operacional! Sempre conversando apenas com a Java Virtual Machine (JVM). Capítulo 2 - O que é Java - Máquina Virtual - Página 5 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos Apesar disto, a Sun empenha-se em tentar popularizar o uso do Java em aplicações desktop, mesmo com o fraco marketshare do Swing/AWT/SWT em relação às tecnologias concorrentes (em especial Microsoft .NET). 2.7 - Especificação versus implementação Outro ponto importante: quando falamos de Java Virtual Machine, estamos falando de uma especificação. Ela diz como o bytecode deve ser interpretado pela JVM. Quando fazemos o download no site da Sun, o que vem junto é a Sun JVM. Em outras palavras, existem outras JVMs disponíveis, como a JRockit da BEA, a J9 da IBM, entre outras. Isso é outro ponto interessante para as empresas. Caso não estejam gostando de algum detalhe da JVM da Sun ou prefiram trabalhar com outra empresa, pagando por suporte, elas podem trocar de JVM com a garantia absoluta de que todo o sistema continuará funcionando, tendo em vista que toda JVM deve ser certificada pela Sun, provando a sua compatibilidade. Você nem precisa recompilar nenhuma de suas classes. Além de independência de hardware e sistema operacional, você tem a independência de vendor: graças a idéia da JVM ser uma especificação e não um software. 2.8 - Como o FJ-11 está organizado Java é uma linguagem simples: existem poucas regras, muito bem definidas. Já quebrar o paradigma procedural para mergulhar na orientação a objetos não é simples. Esse, e ganhar fluência com a linguagem e API, são os objetivos do FJ-11. O começo pode ser um pouco frustrante: exemplos banais, controle de fluxo simples com o if, for, while e criação de pequenos programas que nem ao menos captam dados do teclado. Apesar de isto tudo ser necessário, é só nos 20% finais do curso que estaremos utilizando bibliotecas para, no final, criarmos um chat entre duas máquinas que transferem Strings por TCP/IP. Neste ponto, teremos tudo que é necessário para entender completamente como a API funciona, quem estende quem, e o porquê. Depois desse capítulo onde o Java, a JVM e primeiros conceitos são passados, veremos os comandos básicos do java para controle de fluxo e utilização de variáveis do tipo primitivo. Criaremos classes para testar esse pequeno aprendizado, sem saber exatamente o que é uma classe. Isso dificulta ainda mais a curva de aprendizado, porém cada conceito será introduzido no momento considerado mais apropriado pelos instrutores. Passamos para o capítulo de orientação a objetos básico, mostrando os problemas do paradigma procedural e a necessidade de algo diferente para resolvê-los. Atributos, métodos, variáveis do tipo referência e outros. Passamos então para um pouco de arrays. Os capítulos de modificadores de acesso, herança, classes abstratas e interfaces demonstram o conceito fundamental que o curso quer passar: encapsule, exponha o mínimo de suas classes, foque no que elas fazem, no relacionamento entre elas. Com uma bom design, a codificação fica fácil e a modificação e expansão do sistema também. No decorrer desses capítulos, o Eclipse é introduzido de forma natural, evitando-se ao máximo wizards e menus, priorizando mostrar os chamaados code assists e quick fixes. Isso faz com que o Eclipse trabalhe de forma simbiótica com o desenvolvedor, sem se intrometer, sem fazer mágica. Pacotes, javadoc, jars e java.lang apresentam os últimos conceitos fundamentais do Java, dando toda a fundação para, então, passarmos a estudar as principais e mais utilizadas APIs do Java SE. Capítulo 2 - O que é Java - Especificação versus implementação - Página 8 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos As APIs estudadas serão java.util, java.io e java.net. Todas elas usam e abusam dos conceitos vistos no decorrer do curso, ajudando a sedimentá-los. Juntamente, temos os conceitos básicos do uso de Threads, e os problemas e perigos da programação concorrente quando dados são compartilhados. Resumindo: o objetivo do curso é apresentar o Java ao mesmo tempo que os fundamentos da orientação a objetos são introduzidos. Bateremos muito no ponto de dizer que o importante é como as classes se relacionam e qual é o papel de cada uma, e não em como elas realizam as suas obrigações. Programe voltado à interface, e não à implementação. 2.9 - Compilando o primeiro programa Vamos para o nosso primeiro código! O programa que imprime uma linha simples. Para mostrar uma linha, podemos fazer: System.out.println("Minha primeira aplicação Java!"); Mas esse código não será aceito pelo compilador java. O Java é uma linguagem bastante burocrática, e precisa de mais do que isso para iniciar uma execução. Veremos os detalhes e os porquês durante os próximos capítulos. O mínimo que precisaríamos escrever é algo como: 1 class MeuPrograma { 2 public static void main(String[] args) { 3 System.out.println("Minha primeira aplicação Java!"); 4 } 5 } Notação Todos os códigos apresentados na apostila estão formatados com recursos visuais para auxiliar a leitura e compreensão dos mesmos. Quando for digitar os códigos no computador, trate os códigos como texto simples. A numeração das linhas não faz parte do código e não deve ser digitada; é apenas um recurso didático. O Java é case sensitive: tome cuidado com maiúsculas e minúsculas. Após digitar o código acima, grave-o como MeuPrograma.java em algum diretório. Para compilar, você deve pedir para que o compilador de Java da Sun, chamado javac, gere o bytecode correspondente ao seu código Java. Depois de compilar, o bytecode foi gerado. Quando o sistema operacional listar os arquivos contidos no diretório atual, você poderá ver que um arquivo .class foi gerado, com o mesmo nome da sua classe Java. Capítulo 2 - O que é Java - Compilando o primeiro programa - Página 9 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos Assustado com o código? Para quem já tem uma experiência com Java, esse primeiro código é muito simples. Mas, se é seu primeiro código em Java, pode ser um pouco traumatizante. Não deixe de ler o prefácio do curso, que deixará você mais tranqüilo em relação a curva de aprendizado da linguagem, e a como o curso está organizado. Preciso sempre programar usando o Notepad ou similar? Não é necessário digitar sempre seu programa em um simples aplicativo como o Notepad. Você pode usar um editor que tenha syntax highlighting e outros benefícios. Mas, no começo, é interessante você usar algo que não possua ferramentas, para que você possa se acostumar com os erros de compilação, sintaxe e outros. Depois do capítulo de polimorfismo e herança sugerimos a utilização do Eclipse (http://www.eclipse.org), a IDE líder no mercado, e gratuita. Existe um capítulo a parte para o uso do Eclipse nesta apostila. No Linux, recomendamos o uso do gedit ou do kate. No Windows, você pode usar o Notepad++ ou o TextPad. No Mac, TextWrangler ou TextMate. 2.10 - Executando seu primeiro programa Os procedimentos para executar seu programa são muito simples. O javac é o compilador Java, e o java é o responsável por invocar a máquina virtual para interpretar o seu programa. Ao executar, pode ser que a acentuação resultante saia errada devido a algumas configurações que deixa- mos de fazer. Sem problemas. 2.11 - O que aconteceu? 1 class MeuPrograma { 2 public static void main(String[] args) { 3 4 // miolo do programa começa aqui! 5 System.out.println("Minha primeira aplicação Java!!"); 6 // fim do miolo do programa 7 8 } 9 } O miolo do programa é o que será executado quando chamamos a máquina virtual. Por enquanto, todas as linhas anteriores, onde há a declaração de uma classe e a de um método, não importam para nós nesse momento. Mas devemos saber que toda aplicação Java começa por um ponto de entrada, e este ponto de entrada é o método main. Ainda não sabemos o que é método, mas veremos no capítulo 4. Até lá, não se preocupe com essas declarações. Sempre que um exercício for feito, o código que nos importa sempre estará nesse miolo. Capítulo 2 - O que é Java - Executando seu primeiro programa - Página 10 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos - Se não colocar o método main como public: Main method not public. Por exemplo: 1 class X { 2 static void main (String[] args) { 3 System.out.println("Faltou o public"); 4 } 5 } 2.15 - Um pouco mais... 1) Procure um colega, ou algum conhecido, que esteja em um projeto Java. Descubra porque Java foi escolhido como tecnologia. O que é importante para esse projeto e o que acabou fazendo do Java a melhor escolha? 2.16 - Exercícios adicionais 1) Um arquivo fonte Java deve sempre ter a extensão .java, ou o compilador o rejeitará. Além disso, existem algumas outras regras na hora de dar o nome de um arquivo Java. Experimente gravar o código deste capítulo com OutroNome.java ou algo similar. Compile e verifique o nome do arquivo gerado. Como executar a sua aplicação agora? Capítulo 2 - O que é Java - Um pouco mais... - Página 13 CAPÍTULO 3 Variáveis primitivas e Controle de fluxo “Péssima idéia, a de que não se pode mudar” – Montaigne Aprenderemos a trabalhar com os seguintes recursos da linguagem Java: • declaração, atribuição de valores, casting e comparação de variáveis; • controle de fluxo através de if e else; • instruções de laço for e while, controle de fluxo com break e continue. 3.1 - Declarando e usando variáveis Dentro de um bloco, podemos declarar variáveis e usá-las. Em Java, toda variável tem um tipo que não pode ser mudado, uma vez que declarado: tipoDaVariavel nomeDaVariavel; Por exemplo, é possível ter uma idade que guarda um número inteiro: int idade; Com isso, você declara a variável idade, que passa a existir a partir daquela linha. Ela é do tipo int, que guarda um número inteiro. A partir de agora, você pode usá-la, primeiramente atribuindo valores. A linha a seguir é a tradução de: “idade deve valer agora quinze”. idade = 15; Comentários em Java Para fazer um comentário em java, você pode usar o // para comentar até o final da linha, ou então usar o /* */ para comentar o que estiver entre eles. /* comentário daqui, ate aqui */ // uma linha de comentário sobre a idade int idade; 14 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos Além de atribuir, você pode utilizar esse valor. O código a seguir declara novamente a variável idade com valor 15 e imprime seu valor na saída padrão através da chamada a System.out.println. // declara a idade int idade; idade = 15; // imprime a idade System.out.println(idade); Por fim, podemos utilizar o valor de uma variável para algum outro propósito, como alterar ou definir uma segunda variável. O código a seguir cria uma variável chamada idadeNoAnoQueVem com valor de idade mais um. // calcula a idade no ano seguinte int idadeNoAnoQueVem; idadeNoAnoQueVem = idade + 1; No mesmo momento que você declara uma variável, também é possível inicializá-la por praticidade: int idade = 15; Você pode usar os operadores +, -, / e * para operar com números, sendo eles responsáveis pela adi- ção, subtração, divisão e multiplicação, respectivamente. Além desses operadores básicos, há o operador % (módulo) que nada mais mais é que o resto de uma divisão inteira. Veja alguns exemplos: int quatro = 2 + 2; int tres = 5 – 2; int oito = 4 * 2; int dezesseis = 64 / 4; int um = 5 % 2; // 5 dividido por 2 dá 2 e tem resto 1; // o operador % pega o resto da divisão inteira Capítulo 3 - Variáveis primitivas e Controle de fluxo - Declarando e usando variáveis - Página 15 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos public static void main(String[] args) { int i = 10; double d = 5; char c = ’t’; boolean b = true; // imprime concatenando diversas variáveis System.out.println("Resultado: " + i + ", " + d + ", " + c + ", " + b); } } 3.4 - Discussão em aula: convenções de código e código legível Discuta com o instrutor e seus colegas sobre convenções de código Java. Por que existem? Por que são importantes? Discuta também as vantagens de se escrever código fácil de ler e se evitar comentários em excesso. (Dica: procure por code conventions no campo de busca do site http://java.sun.com.) 3.5 - Casting e promoção Alguns valores são incompatíveis se você tentar fazer uma atribuição direta. Enquanto um número real costuma ser representado em uma variável do tipo double, tentar atribuir ele a uma variável int não funciona porque é um código que diz: “i deve valer d”, mas não se sabe se d realmente é um número inteiro ou não. double d = 3.1415; int i = d; // não compila O mesmo ocorre no seguinte trecho: int i = 3.14; O mais interessante, é que nem mesmo o seguinte código compila: double d = 5; // ok, o double pode conter um número inteiro int i = d; // não compila Apesar de 5 ser um bom valor para um int, o compilador não tem como saber que valor estará dentro desse double no momento da execução. Esse valor pode ter sido digitado pelo usuário, e ninguém vai garantir que essa conversão ocorra sem perda de valores. Já no caso a seguir, é o contrário: int i = 5; double d2 = i; Capítulo 3 - Variáveis primitivas e Controle de fluxo - Discussão em aula: convenções de código e código legível - Página 18 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos O código acima compila sem problemas, já que um double pode guardar um número com ou sem ponto flutuante. Todos os inteiros representados por uma variável do tipo int podem ser guardados em uma variável double, então não existem problemas no código acima. Às vezes, precisamos que um número quebrado seja arredondado e armazenado num número inteiro. Para fazer isso sem que haja o erro de compilação, é preciso ordenar que o número quebrado seja moldado (casted) como um número inteiro. Esse processo recebe o nome de casting. double d3 = 3.14; int i = (int) d3; O casting foi feito para moldar a variável d3 como um int. O valor de i agora é 3. O mesmo ocorre entre valores int e long. long x = 10000; int i = x; // não compila, pois pode estar perdendo informação E, se quisermos realmente fazer isso, fazemos o casting: long x = 10000; int i = (int) x; Casos não tão comuns de casting e atribuição Alguns castings aparecem também: float x = 0.0; O código acima não compila pois todos os literais com ponto flutuante são considerados double pelo Java. E float não pode receber um double sem perda de informação, para fazer isso funcionar podemos escrever o seguinte: float x = 0.0f; A letra f, que pode ser máiscula ou minúscula, indica que aquele literal deve ser tratado como float. Outro caso, que é mais comum: double d = 5; float f = 3; float x = f + (float) d; Você precisa do casting porque o Java faz as contas e vai armazenando sempre no maior tipo que apareceu durante as operações, no caso o double. E, uma observação: no mínimo, o Java armazena o resultado em um int, na hora de fazer as contas. Até casting com variáveis do tipo char podem ocorrer. O único tipo primitivo que não pode ser atribuído a nenhum outro tipo é o boolean. Capítulo 3 - Variáveis primitivas e Controle de fluxo - Casting e promoção - Página 19 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos Castings possíveis Abaixo estão relacionados todos os casts possíveis na linguagem Java, mostrando a conversão de um valor para outro. A indicação Impl. quer dizer que aquele cast é implícito e automático, ou seja, você não precisa indicar o cast explicitamente (lembrando que o tipo boolean não pode ser convertido para nenhum outro tipo). Tamanho dos tipos Na tabela abaixo, estão os tamanhos de cada tipo primitivo do Java. 3.6 - O If-Else A sintaxe do if no Java é a seguinte: if (condicaoBooleana) { codigo; } Uma condição booleana é qualquer expressão que retorne true ou false. Para isso, você pode usar os operadores <, >, <=, >= e outros. Um exemplo: int idade = 15; Capítulo 3 - Variáveis primitivas e Controle de fluxo - O If-Else - Página 20 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos Porém, o código do for indica claramente que a variável i serve, em especial, para controlar a quantidade de laços executados. Quando usar o for? Quando usar o while? Depende do gosto e da ocasião. Pós incremento ++ i = i + 1 pode realmente ser substituído por i++ quando isolado, porém, em alguns casos, temos essa instrução envolvida em, por exemplo, uma atribuição: int i = 5; int x = i++; Qual é o valor de x? O de i, após essa linha, é 6. O operador ++, quando vem após a variável, retorna o valor antigo, e incrementa (pós incremento), fazendo x valer 5. Se você tivesse usado o ++ antes da variável (pré incremento), o resultado seria 6: int i = 5; int x = ++i; // aqui x valera 6 3.9 - Controlando loops Apesar de termos condições booleanas nos nossos laços, em algum momento, podemos decidir parar o loop por algum motivo especial sem que o resto do laço seja executado. for (int i = x; i < y; i++) { if (i % 19 == 0) { System.out.println("Achei um número divisível por 19 entre x e y"); break; } } O código acima vai percorrer os números de x a y e parar quando encontrar um número divisível por 19, uma vez que foi utilizada a palavra chave break. Da mesma maneira, é possível obrigar o loop a executar o próximo laço. Para isso usamos a palavra chave continue. for (int i = 0; i < 100; i++) { if (i > 50 && i < 60) { continue; } System.out.println(i); } O código acima não vai imprimir alguns números. (Quais exatamente?) Capítulo 3 - Variáveis primitivas e Controle de fluxo - Controlando loops - Página 23 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos 3.10 - Escopo das variáveis No Java, podemos declarar variáveis a qualquer momento. Porém, dependendo de onde você as declarou, ela vai valer de um determinado ponto a outro. // aqui a variável i não existe int i = 5; // a partir daqui ela existe O escopo da variável é o nome dado ao trecho de código em que aquela variável existe e onde é possível acessá-la. Quando abrimos um novo bloco com as chaves, as variáveis declaradas ali dentro só valem até o fim daquele bloco. // aqui a variável i não existe int i = 5; // a partir daqui ela existe while (condicao) { // o i ainda vale aqui int j = 7; // o j passa a existir } // aqui o j não existe mais, mas o i continua dentro do escopo No bloco acima, a variável j pára de existir quando termina o bloco onde ela foi declarada. Se você tentar acessar uma variável fora de seu escopo, ocorrerá um erro de compilação. O mesmo vale para um if: if (algumBooleano) { int i = 5; } else { int i = 10; } System.out.println(i); // cuidado! Aqui a variável i não existe fora do if e do else! Se você declarar a variável antes do if, vai haver outro erro de compilação: dentro do if e do else a variável está sendo redeclarada! Então o código para compilar e fazer sentido fica: Capítulo 3 - Variáveis primitivas e Controle de fluxo - Escopo das variáveis - Página 24 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos int i; if (algumBooleano) { i = 5; } else { i = 10; } System.out.println(i); Uma situação parecida pode ocorrer com o for: for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println("olá!"); } System.out.println(i); // cuidado! Neste for, a variável i morre ao seu término, não podendo ser acessada de fora do for, gerando um erro de compilação. Se você realmente quer acessar o contador depois do loop terminar, precisa de algo como: int i; for (i = 0; i < 10; i++) { System.out.println("olá!"); } System.out.println(i); 3.11 - Um bloco dentro do outro Um bloco também pode ser declarado dentro de outro. Isto é, um if dentro de um for, ou um for dentro de um for, algo como: while (condicao) { for (int i = 0; i < 10; i++) { // código } } 3.12 - Para saber mais 1) Vimos apenas os comandos mais usados para controle de fluxo. O Java ainda possui o do..while e o switch. Pesquise sobre eles e diga quando é interessante usar cada um deles. 2) Algumas vezes, temos vários laços encadeados. Podemos utilizar o break para quebrar o laço mais interno. Mas, se quisermos quebrar um laço mais externo, teremos de encadear diversos ifs e seu código ficará uma bagunça. O Java possui um artifício chamado labeled loops; pesquise sobre eles. 3) O que acontece se você tentar dividir um número inteiro por 0? E por 0.0? Capítulo 3 - Variáveis primitivas e Controle de fluxo - Um bloco dentro do outro - Página 25 CAPÍTULO 4 Orientação a objetos básica “Programação orientada à objetos é uma péssima idéia, que só poderia ter nascido na Califórnia.” – Edsger Dijkstra Ao término deste capítulo, você será capaz de: • dizer o que é e para que serve orientação a objetos; • conceituar classes, atributos e comportamentos; • entender o significado de variáveis e objetos na memória. 4.1 - Motivação: problemas do paradigma procedural Orientação a objetos é uma maneira de programar que ajuda na organização e resolve muitos problemas enfrentados pela programação procedural. Consideremos o clássico problema da validação de um CPF. Normalmente, temos um formulário, no qual recebemos essa informação, e depois temos que enviar esses caracteres para uma função que irá validá-lo, como no pseudo-código abaixo: cpf = formulario->campo_cpf valida(cpf) Alguém te obriga a sempre validar esse CPF? Você pode, inúmeras vezes, esquecer de chamar esse vali- dador. Mais: considere que você tem 50 formulários e precise validar em todos eles o CPF. Se sua equipe tem 3 programadores trabalhando nesses formulários, quem fica responsável por essa validação? Todos! A situação pode piorar: na entrada de um novo desenvolvedor, precisaríamos avisá-lo que sempre deve- mos validar o cpf de um formulário. É nesse momento que nascem aqueles guias de programação para o desenvolvedor que for entrar nesse projeto - às vezes, é um documento enorme. Em outras palavras, todo desenvolvedor precisa ficar sabendo de uma quantidade enorme de informações, que, na maioria das vezes, não está realmente relacionado à sua parte no sistema, mas ele precisa ler tudo isso, resultando um entrave muito grande! Outra situação onde ficam claros os problemas da programação procedural, é quando nos encontramos na necessidade de ler o código que foi escrito por outro desenvolvedor e descobrir como ele funciona internamente. Um sistema bem encapsulado não deveria gerar essa necessidade. Em um sistema grande, simplesmente não temos tempo de ler todo o código existente. 28 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos Considerando que você não erre nesse ponto e que sua equipe tenha uma comunicação muito boa (perceba que comunicação excessiva pode ser prejudicial e atrapalhar o andamento), ainda temos outro problema: ima- gine que, agora, em todo formulário, você também quer que a idade do cliente seja validada - o cliente precisa ter mais de 18 anos. Vamos ter de colocar um if... mas onde? Espalhado por todo seu código... Mesmo que se crie outra função para validar, precisaremos incluir isso nos nossos 50 formulários já existentes. Qual é a chance de esquecermos em um deles? É muito grande. A responsabilidade de verificar se o cliente tem ou não tem 18 anos ficou espalhada por todo o seu código. Seria interessante poder concentrar essa responsabilidade em um lugar só, para não ter chances de esquecer isso. Melhor ainda seria se conseguissemos mudar essa validação e os outros programadores nem precisassem ficar sabendo disso. Em outras palavras, eles criariam formulários e um único programador seria responsável pela validação: os outros nem sabem da existência desse trecho de código. Impossível? Não, o paradigma da orientação a objetos facilita tudo isso. O problema do paradigma procedural é que não existe uma forma simples de criar conexão forte entre dados e funcionalidades. No paradigma orientado a objetos é muito fácil ter essa conexão através dos recursos da própria linguagem. Quais as vantagens? Orientação a objetos vai te ajudar em muito em se organizar e escrever menos, além de concentrar as responsabilidades nos pontos certos, flexibilizando sua aplicação, encapsulando a lógica de negócios. Outra enorme vantagem, onde você realmente vai economizar montanhas de código, é o polimor- fismo das referências, que veremos em um posterior capítulo. Nos próximo capítulos conseguiremos enxergar toda essa vantagem, mas primeiramente é necessário co- nhecer um pouco mais da sintaxe e da criação de tipos e referências em Java. 4.2 - Criando um tipo Considere um programa para um banco, é bem fácil perceber que uma entidade extremamente importante para o nosso sistema é a conta. Nossa idéia aqui é generalizarmos alguma informação, juntamente com funci- onalidades que toda conta deve ter. O que toda conta tem e é importante para nós? • número da conta • nome do dono da conta • saldo • limite O que toda conta faz e é importante para nós? Isto é, o que gostaríamos de “pedir à conta"? • saca uma quantidade x • deposita uma quantidade x Capítulo 4 - Orientação a objetos básica - Criando um tipo - Página 29 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos • imprime o nome do dono da conta • devolve o saldo atual • transfere uma quantidade x para uma outra conta y • devolve o tipo de conta Com isso, temos o projeto de uma conta bancária. Podemos pegar esse projeto e acessar seu saldo? Não. O que temos ainda é o projeto. Antes, precisamos construir uma conta, para poder acessar o que ela tem, e pedir a ela que faça alguma coisa. Repare na figura: apesar do papel do lado esquerdo especificar uma Conta, essa especificação é uma Conta? Nós depositamos e sacamos dinheiro desse papel? Não. Utilizamos a especificação da Conta para poder criar instâncias que realmente são contas, onde podemos realizar as operações que criamos. Apesar de declararmos que toda conta tem um saldo, um número e uma agência no pedaço de papel (como à esquerda na figura), são nas instâncias desse projeto que realmente há espaço para armazenar esses valores. Ao projeto da conta, isto é, a definição da conta, damos o nome de classe. Ao que podemos construir a partir desse projeto, as contas de verdade, damos o nome de objetos. A palavra classe vem da taxonomia da biologia. Todos os seres vivos de uma mesma classe biológica têm uma série de atributos e comportamentos em comum, mas não são iguais, podem variar nos valores desses atributos e como realizam esses comportamentos. Homo Sapiens define um grupo de seres que possuem características em comum, porém a definição (a idéia, o conceito) de um Homo Sapiens é um ser humano? Não. Tudo está especificado na classe Homo Sapiens, mas se quisermos mandar algúem correr, comer, pular, precisaremos de uma instância de Homo Sapiens, ou então de um objeto do tipo Homo Sapiens. Um outro exemplo: uma receita de bolo. A pergunta é certeira: você come uma receita de bolo? Não. Precisamos instaciá-la, criar um objeto bolo a partir dessa especificação (a classe) para utilizá-la. Podemos criar centenas de bolos a partir dessa classe (a receita, no caso), eles podem ser bem semelhantes, alguns até idênticos, mas são objetos diferentes. Podemos fazer milhares de analogias semelhantes. A planta de uma casa é uma casa? Definitivamente não. Não podemos morar dentro da planta de uma casa, nem podemos abrir sua porta ou pintar suas paredes. Capítulo 4 - Orientação a objetos básica - Criando um tipo - Página 30 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos Quando alguém pedir para sacar, ele também vai dizer quanto quer sacar. Por isso precisamos declarar o método com algo dentro dos parênteses - o que vai aí dentro é chamado de argumento do método (ou parâmetro). Essa variável é uma variável comum, chamada também de temporária ou local, pois, ao final da execução desse método, ela deixa de existir. Dentro do método, estamos declarando uma nova variável. Essa variável, assim como o argumento, vai morrer no fim do método, pois este é seu escopo. No momento que vamos acessar nosso atributo, usamos a palavra chave this para mostrar que esse é um atributo, e não uma simples variável. (veremos depois que é opcional) Repare que, nesse caso, a conta pode estourar o limite fixado pelo banco. Mais para frente, evitaremos essa situação, e de uma maneira muito elegante. Da mesma forma, temos o método para depositar alguma quantia: 1 class { 2 // ... outros atributos e métodos ... 3 4 void deposita(double quantidade) { 5 this.saldo += quantidade; 6 } 7 } Observe que, agora, não usamos uma variável auxiliar e, além disso, usamos a abreviação += para deixar o método bem simples. O += soma quantidade ao valor antigo do saldo e guarda no próprio saldo, o valor resultante. Para mandar uma mensagem ao objeto e pedir que ele execute um método, também usamos o ponto. O termo usado para isso é invocação de método. O código a seguir saca dinheiro e depois deposita outra quantia na nossa conta: 1 class TestaAlgunsMetodos { 2 public static void main(String[] args) { 3 // criando a conta 4 Conta minhaConta; 5 minhaConta = new Conta(); 6 7 // alterando os valores de minhaConta 8 minhaConta.dono = "Duke"; 9 minhaConta.saldo = 1000; 10 11 // saca 200 reais 12 minhaConta.saca(200); 13 14 // deposita 500 reais 15 minhaConta.deposita(500); 16 System.out.println(minhaConta.saldo); 17 } 18 } Uma vez que seu saldo inicial é 1000 reais, se sacarmos 200 reais, depositarmos 500 reais e imprimirmos o valor do saldo, o que será impresso? Capítulo 4 - Orientação a objetos básica - Métodos - Página 33 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos 4.6 - Métodos com retorno Um método sempre tem que retornar alguma coisa, nem que essa coisa seja nada, como nos exemplos anteriores onde estávamos usando o void. Um método pode retornar um valor para o código que o chamou. No caso do nosso método saca , podemos devolver um valor booleano indicando se a operação foi bem sucedida. 1 class Conta { 2 // ... outros metodos e atributos ... 3 4 boolean saca(double valor) { 5 if (this.saldo < valor) { 6 return false; 7 } 8 else { 9 this.saldo = this.saldo - valor; 10 return true; 11 } 12 } 13 } Agora, a declaração do método mudou! O método saca não tem void na frente. Isto quer dizer que, quando é acessado, ele devolve algum tipo de informação. No caso, um boolean. A palavra chave return indica que o método vai terminar ali, retornando tal informação. Exemplo de uso: minhaConta.saldo = 1000; boolean consegui = minhaConta.saca(2000); if (consegui){ System.out.println("Consegui sacar"); } else { System.out.println("Não consegui sacar"); } Ou então, posso eliminar a variável temporária, se desejado: minhaConta.saldo = 1000; if (minhaConta.saca(2000)){ System.out.println("Consegui sacar"); } else { Capítulo 4 - Orientação a objetos básica - Métodos com retorno - Página 34 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos System.out.println("Não consegui sacar"); } Mais adiante, veremos que algumas vezes é mais interessante lançar uma exceção (exception) nesses casos. Meu programa pode manter na memória não apenas uma conta, como mais de uma: 1 class TestaDuasContas { 2 public static void main(String[] args) { 3 4 Conta minhaConta; 5 minhaConta = new Conta(); 6 minhaConta.saldo = 1000; 7 8 Conta meuSonho; 9 meuSonho = new Conta(); 10 meuSonho.saldo = 1500000; 11 } 12 } 4.7 - Objetos são acessados por referências Quando declaramos uma variável para associar a um objeto, na verdade, essa variável não guarda o objeto, e sim uma maneira de acessá-lo, chamada de referência. É por esse motivo que, diferente dos tipos primitivos como int e long, precisamos dar new depois de decla- rada a variável: 1 public static void main(String args[]) { 2 Conta c1; 3 c1 = new Conta(); 4 5 Conta c2; 6 c2 = new Conta(); 7 } O correto aqui, é dizer que c1 se refere a um objeto. Não é correto dizer que c1 é um objeto, pois c1 é uma variável referência, apesar de, depois de um tempo, os programadores Java falarem “Tenho um objeto c do tipo Conta”, mas apenas para encurtar a frase “Tenho uma referência c a um objeto do tipo Conta”. Basta lembrar que, em Java, uma variável nunca é um objeto. Não há, no Java, uma maneira de criarmos o que é conhecido como “objeto pilha” ou “objeto local”, pois todo objeto em Java, sem exceção, é acessado por uma variável referência. Esse código nos deixa na seguinte situação: Conta c1; c1 = new Conta(); Conta c2; Capítulo 4 - Orientação a objetos básica - Objetos são acessados por referências - Página 35 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos Para saber se dois objetos têm o mesmo conteúdo, você precisa comparar atributo por atributo. Veremos uma solução mais elegante para isso também. 4.8 - O método transfere() E se quisermos ter um método que transfere dinheiro entre duas contas? Podemos ficar tentados a criar um método que recebe dois parâmetros: conta1 e conta2 do tipo Conta. Mas cuidado: assim estamos pensando de maneira procedural. A idéia é que, quando chamarmos o método transfere, já teremos um objeto do tipo Conta (o this), portanto o método recebe apenas um parâmetro do tipo Conta, a Conta destino (além do valor): class Conta { // atributos e metodos... void transfere(Conta destino, double valor) { this.saldo = this.saldo - valor; destino.saldo = destino.saldo + valor; } } Para deixar o código mais robusto, poderíamos verificar se a conta possui a quantidade a ser transferida disponível. Para ficar ainda mais interessante, você pode chamar os métodos deposita e saca já existentes para fazer essa tarefa: class Conta { // atributos e metodos... Capítulo 4 - Orientação a objetos básica - O método transfere() - Página 38 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos boolean transfere(Conta destino, double valor) { boolean retirou = this.saca(valor); if (retirou == false) { // não deu pra sacar! return false; } else { destino.deposita(valor); return true; } } } Quando passamos uma Conta como argumento, o que será que acontece na memória? Será que o objeto é clonado? No Java, a passagem de parâmetro funciona como uma simples atribuição como no uso do “=”. Então, esse parâmetro vai copiar o valor da variável do tipo Conta que for passado como argumento. E qual é o valor de uma variável dessas? Seu valor é um endereço, uma referência, nunca um objeto. Por isso não há cópia de objetos aqui. Esse útltimo código poderia ser escrito com uma sintaxe muito mais sucinta. Como? Transfere Para Perceba que o nome deste método poderia ser transferePara ao invés de só transfere. A chamada do método fica muito mais natural, é possível ler a frase em português que ela tem um sentido: conta1.transferePara(conta2, 50); A leitura deste código seria “Conta1 transfere para conta2 50 reais”. 4.9 - Continuando com atributos As variáveis do tipo atributo, diferentemente das variáveis temporárias (declaradas dentro de um método), recebem um valor padrão. No caso numérico, valem 0, no caso de boolean, valem false. Você também pode dar valores default, como segue: 1 class Conta { 2 int numero = 1234; Capítulo 4 - Orientação a objetos básica - Continuando com atributos - Página 39 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos 3 String dono = "Duke"; 4 String cpf = "123.456.789-10"; 5 double saldo = 1000; 6 double limite = 1000; 7 } Nesse caso, quando você criar uma conta, seus atributos já estão “populados” com esses valores colocados. Imagine que, agora, começamos a aumentar nossa classe Conta e adicionar nome, sobrenome e cpf do cliente dono da conta. Começaríamos a ter muitos atributos... e, se você pensar direito, uma Conta não tem nome, nem sobrenome nem cpf, quem tem esses atributos é um Cliente. Então podemos criar uma nova classe e fazer uma composição Seus atributos também podem ser referências para outras classes. Suponha a seguinte classe Cliente: 1 class Cliente { 2 String nome; 3 String sobrenome; 4 String cpf; 5 } 1 class Conta { 2 int numero; 3 double saldo; 4 double limite; 5 Cliente titular; 6 // .. 7 } E dentro do main da classe de teste: 1 class Teste { 2 public static void main(String[] args) { 3 Conta minhaConta = new Conta(); 4 Cliente c = new Cliente(); 5 minhaConta.titular = c; 6 // ... 7 } 8 } Aqui, simplesmente houve uma atribuição. O valor da variável c é copiado para o atributo titular do objeto ao qual minhaConta se refere. Em outras palavras, minhaConta agora tem uma referência ao mesmo Cliente que c se refere, e pode ser acessado através de minhaConta.titular. Você pode realmente navegar sobre toda essa estrutura de informação, sempre usando o ponto: Cliente clienteDaMinhaConta = minhaConta.titular; clienteDaMinhaConta.nome = "Duke"; Ou ainda, pode fazer isso de uma forma mais direta e até mais elegante: Capítulo 4 - Orientação a objetos básica - Continuando com atributos - Página 40 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos 1 class TestaCarro { 2 public static void main(String[] args) { 3 Carro meuCarro; 4 meuCarro = new Carro(); 5 meuCarro.cor = "Verde"; 6 meuCarro.modelo = "Fusca"; 7 meuCarro.velocidadeAtual = 0; 8 meuCarro.velocidadeMaxima = 80; 9 10 // liga o carro 11 meuCarro.liga(); 12 13 // acelera o carro 14 meuCarro.acelera(20); 15 System.out.println(meuCarro.velocidadeAtual); 16 } 17 } Nosso carro pode conter também um Motor: 1 class Motor { 2 int potencia; 3 String tipo; 4 } 1 class Carro { 2 String cor; 3 String modelo; 4 double velocidadeAtual; 5 double velocidadeMaxima; 6 Motor motor; 7 8 // .. 9 } Podemos, agora, criar diversos Carros e mexer com seus atributos e métodos, assim como fizemos no exemplo do Banco. 4.11 - Um pouco mais... 1) Quando declaramos uma classe, um método ou um atributo, podemos dar o nome que quisermos, seguindo uma regra. Por exemplo, o nome de um método não pode começar com um número. Pesquise sobre essas regras. 2) Como você pode ter reparado, sempre damos nomes às variáveis com letras minúsculas. É que existem convenções de código, dadas pela Sun, para facilitar a legibilidade do código entre programadores. Essa convenção é muito seguida. Pesquise sobre ela no http://java.sun.com, procure por “code conventions”. 3) É necessário usar a palavra chave this quando for acessar um atributo? Para que, então, utilizá-la? Capítulo 4 - Orientação a objetos básica - Um pouco mais... - Página 43 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos 4) O exercício a seguir pedirá para modelar um “funcionário”. Existe um padrão para representar suas classes em diagramas, que é amplamente utilizado, chamado UML. Pesquise sobre ele. 4.12 - Exercícios: Orientação a Objetos O modelo de funcionários a seguir será utilizado para os exercícios de alguns dos posteriores capítulos. O objetivo aqui é criar um sistema para gerenciar os funcionários do Banco. Os exercícios desse capítulo são extremamente importantes. 1) Modele um funcionário. Ele deve ter o nome do funcionário, o departamento onde trabalha, seu salário (double), a data de entrada no banco (String), seu RG (String) e um valor booleano que indique se o funcionário está na empresa no momento ou se já foi embora. Você deve criar alguns métodos de acordo com sua necessidade. Além deles, crie um método bonifica que aumenta o salario do funcionário de acordo com o parâmetro passado como argumento. Crie, também, um método demite, que não recebe parâmetro algum, só modifica o valor booleano indicando que o funcionário não trabalha mais aqui. A idéia aqui é apenas modelar, isto é, só identifique que informações são importantes e o que um funcionário faz. Desenhe no papel tudo o que um Funcionario tem e tudo que ele faz. 2) Transforme o modelo acima em uma classe Java. Teste-a, usando uma outra classe que tenha o main. Você deve criar a classe do funcionário chamada Funcionario, e a classe de teste você pode nomear como quiser. A de teste deve possuir o método main. Um esboço da classe: class Funcionario { double salario; // seus outros atributos e métodos void bonifica(double aumento) { // o que fazer aqui dentro? } void demite() { // o que fazer aqui dentro? } } Você pode (e deve) compilar seu arquivo java sem que você ainda tenha terminado sua classe Funcionario. Isso evitará que você receba dezenas de erros de compilação de uma vez só. Crie a classe Funcionario, coloque seus atributos e, antes de colocar qualquer método, compile o arquivo java. Funcionario.class será gerado, não podemos “executá-la” pois não há um main, mas assim verificamos que nossa classe Funcionario já está tomando forma. Capítulo 4 - Orientação a objetos básica - Exercícios: Orientação a Objetos - Página 44 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos Esse é um processo incremental. Procure desenvolver assim seus exercícios, para não descobrir só no fim do caminho que algo estava muito errado. Um esboço da classe que possui o main: 1 class TestaFuncionario { 2 3 public static void main(String[] args) { 4 Funcionario f1 = new Funcionario(); 5 6 f1.nome = "Fiodor"; 7 f1.salario = 100; 8 f1.bonifica(50); 9 10 System.out.println("salario atual:" + f1.salario); 11 12 } 13 } Incremente essa classe. Faça outros testes, imprima outros atributos e invoque os métodos que você criou a mais. Lembre-se de seguir a convenção java, isso é importantíssimo. Isto é, nomeDeAtributo, nomeDeMetodo, nomeDeVariavel, NomeDeClasse, etc... Todas as classes no mesmo arquivo? Por enquanto, você pode colocar todas as classes no mesmo arquivo e apenas compilar esse arquivo. Ele vai gerar os dois .class. Porém, é boa prática criar um arquivo .java para cada classe e, em determinados casos, você será obrigado a declarar uma classe em um arquivo separado, como veremos no capítulo 10. Isto não é importante para o aprendizado no momento. 3) Crie um método mostra(), que não recebe nem devolve parâmetro algum e simplesmente imprime todos os atributos do nosso funcionário. Dessa maneira, você não precisa ficar copiando e colando um monte de System.out.println() para cada mudança e teste que fizer com cada um de seus funcionários, você simplesmente vai fazer: Funcionario f1 = new Funcionario(); //brincadeiras com f1.... Capítulo 4 - Orientação a objetos básica - Exercícios: Orientação a Objetos - Página 45 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos 4.13 - Desafios 1) Um método pode chamar ele mesmo. Chamamos isso de recursão. Você pode resolver a série de fibonacci usando um método que chama ele mesmo. O objetivo é você criar uma classe, que possa ser usada da seguinte maneira: Fibonacci fibo = new Fibonacci(); int i = fibo.calculaFibonacci(6); System.out.println(i); Aqui imprimirá 8, já que este é o sexto número da série. Este método calculaFibonacci não pode ter nenhum laço, só pode chamar ele mesmo como método. Pense nele como uma função, que usa a própria função para calcular o resultado. 2) Por que o modo acima é extremamente mais lento para calcular a série do que o modo iterativo (que se usa um laço)? 3) Escreva o método recursivo novamente, usando apenas uma linha. Para isso, pesquise sobre o operador condicional ternário. (ternary operator) 4.14 - Fixando o conhecimento O objetivo dos exercícios a seguir é fixar o conceito de classes e objetos, métodos e atributos. Dada a estrutura de uma classe, basta traduzí-la para a linguagem Java e fazer uso de um objeto da mesma em um programa simples. Se você está com dificuldade em alguma parte desse capítulo, aproveite e treine tudo o que vimos até agora nos pequenos programas abaixo: 1) Programa 1 Classe: Pessoa Atributos: nome, idade. Método: void fazAniversario() Crie uma pessoa, coloque seu nome e idade iniciais, faça alguns aniversários (aumentando a idade) e imprima seu nome e sua idade. 2) Programa 2 Classe: Porta Atributos: aberta, cor, dimensaoX, dimensaoY, dimensaoZ Métodos: void abre(), void fecha(), void pinta(String s), boolean estaAberta() Crie uma porta, abra e feche a mesma, pinte-a de diversas cores, altere suas dimensões e use o método estaAberta para verificar se ela está aberta. 3) Programa 3 Classe: Casa Atributos: cor, porta1, porta2, porta3 Método: void pinta(String s), int quantasPortasEstaoA- bertas() Crie uma casa e pinte-a. Crie três portas e coloque-as na casa; abra e feche as mesmas como desejar. Utilize o método quantasPortasEstaoAbertas para imprimir o número de portas abertas. Capítulo 4 - Orientação a objetos básica - Desafios - Página 48 CAPÍTULO 5 Um pouco de arrays “O homem esquecerá antes a morte do pai que a perda da propriedade” – Maquiavel Ao término desse capítulo, você será capaz de: • declarar e instanciar arrays; • popular e percorrer arrays. 5.1 - O problema Dentro de um bloco, podemos declarar variáveis e usá-las. int idade1; int idade2; int idade3; int idade4; Mas também podemos declarar um vetor (array) de inteiros: int[] idades; O int[] é um tipo. Uma array é sempre um objeto, portanto, a variável idades é uma referência. Vamos precisar criar um objeto para poder usar a array. Como criamos o objeto-array? idades = new int[10]; Aqui, o que fizemos foi criar uma array de int de 10 posições, e atribuir o endereço no qual ela foi criada. Agora, podemos acessar as posições do array. idades[5] = 10; 49 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos O código acima altera a sexta posição do array. No Java, os índices do array vão de 0 a n-1, onde n é o tamanho dado no momento em que você criou o array. Se você tentar acessar uma posição fora desse alcance, um erro ocorrerá durante a execução. Arrays – um problema no aprendizado de muitas linguagens Aprender a usar arrays pode ser um problema em qualquer linguagem. Isso porque envolve uma série de conceitos, sintaxe e outros. No Java, muitas vezes utilizamos outros recursos em vez de arrays, em especial os pacotes de coleções do Java, que veremos no capítulo 11. Portanto, fique tranqüilo caso não consiga digerir toda sintaxe das arrays num primeiro momento. 5.2 - Arrays de referências É comum ouvirmos “array de objetos”. Porém quando criamos uma array de alguma classe, ela possui refe- rências. O objeto, como sempre, está na memória principal e, na sua array, só ficam guardadas as referências (endereços). Conta[] minhasContas; minhasContas = new Conta[10]; Quantas contas foram criadas aqui? Na verdade, nenhuma. Foram criados 10 espaços que você pode utilizar para guardar uma referência a uma Conta. Por enquanto, eles se referenciam para lugar nenhum (null). Se você tentar: System.out.println(minhasContas[0].saldo); Um erro durante a execução ocorrerá! Pois, na primeira posição da array, não há uma referência para uma conta, nem para lugar nenhum. Você deve popular sua array antes. Conta contaNova = new Conta(); contaNova.saldo = 1000.0; minhasContas[0] = contaNova; Ou você pode fazer isso diretamente: minhasContas[1] = new Conta(); minhasContas[1].saldo = 3200.0; Capítulo 5 - Um pouco de arrays - Arrays de referências - Página 50 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos // outros atributos Funcionario[] empregados; String cnpj; } 2) A Empresa deve ter um método adiciona, que recebe uma referência a Funcionario como argumento, e guarda esse funcionário. Algo como: ... void adiciona(Funcionario f) { // algo tipo: // this.empregados[ ??? ] = f; // mas que posição colocar? } ... Você deve inserir o Funcionario em uma posição da array que esteja livre. Existem várias maneiras para você fazer isso: guardar um contador para indicar qual a próxima posição vazia ou procurar por uma posição vazia toda vez. O que seria mais interessante? É importante reparar que o método adiciona não recebe nome, rg, salário, etc. Essa seria uma maneira nem um pouco estruturada, muito menos orientada a objetos de se trabalhar. Você antes cria um Funcionario e já passa a referência dele, que dentro do objeto possui rg, salário, etc. 3) Crie uma classe TestaEmpresa que possuirá um método main. Dentro dele crie algumas instâncias de Funcionario e passe para a empresa pelo método adiciona. Repare que antes você vai precisar criar a array, pois inicialmente o atributo empregados da classe Empresa não referencia lugar nenhum (null): Empresa empresa = new Empresa(); empresa.empregados = new Funcionario[10]; // .... Ou você pode construir a array dentro da própria declaração da classe Empresa, fazendo com que toda vez que uma Empresa é instanciada, a array de Funcionario que ela necessita também é criada. Crie alguns funcionários e passe como argumento para o adiciona da empresa: Funcionario f1 = new Funcionario(); f1.salario = 1000; empresa.adiciona(f1); Funcionario f2 = new Funcionario(); f2.salario = 1700; empresa.adiciona(f2); Você pode criar esses funcionários dentro de um loop, e dar valores diferentes de salários: for (int i = 0; i < 5; i++) { Funcionario f = new Funcionario(); f.salario = 1000 + i * 100; empresa.adiciona(f); Capítulo 5 - Um pouco de arrays - Exercícios: Arrays - Página 53 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos } Repare que temos de instanciar Funcionario dentro do laço. Se a instanciação de Funcionario ficasse acima do laço, estaríamos adicionado cinco vezes a mesma instância de Funcionario nesta Empresa, e mudando seu salário a cada iteração, que nesse caso não é o efeito desejado. Opcional: o método adiciona pode gerar uma mensagem de erro indicando quando o array já está cheio. 4) Percorra o atributo empregados da sua instância da Empresa e imprima o salários de todos seus funcionários. Para fazer isso, você pode criar um método chamado mostraEmpregados dentro da classe Empresa: ... void mostraEmpregados() { for (int i = 0; i < this.empregados.length; i++) { System.out.println("Funcionário na posição: " + i); // preencher para mostrar o salário!! } } ... Cuidado ao preencher esse método: alguns índices do seu array podem não conter referência para um Funcionario construído, isto é, ainda se referirem para null. Se preferir, use o for novo do java 5.0. Aí, através do seu main, depois de adicionar alguns funcionários, basta fazer: empresa.mostraEmpregados(); (opcional) Em vez de mostrar apenas o salário de cada funcionário, você pode chamar o método mostra() de cada Funcionario da sua array. 5) (Opcional) Crie um método para verificar se um determinado Funcionario se encontra ou não como funcionário desta empresa: boolean contem(Funcionario f) { // ... } Você vai precisar fazer um for na sua array e verificar se a referência passada como argumento se encontra dentro da array. Evite ao máximo usar números hard-coded, isto é, use o .length. 6) (Opcional) Caso a array já esteja cheia no momento de adicionar um outro funcionário, criar uma nova maior e copiar os valores. Isto é, fazer a realocação já que java não tem isso: uma array nasce e morre com o mesmo length. Usando o this para passar argumento Dentro de um método, você pode usar a palavra this para referenciar a si mesmo e pode passar essa referência como argumento. Capítulo 5 - Um pouco de arrays - Exercícios: Arrays - Página 54 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos 5.6 - Um pouco mais... • Arrays podem ter mais de uma dimensão. Isto é, em vez de termos uma array de 10 contas, podemos ter uma array de 10 por 10 contas e você pode acessar a conta na posição da coluna x e linha y. Na verdade, uma array bidimensional em Java é uma array de arrays. Pesquise sobre isso. • Uma array bidimensional não precisa ser retangular, isto é, cada linha pode ter um número diferente de colunas. Como? Porque? • O que acontece se criarmos uma array de 0 elementos? e -1? • O método main recebe uma array de Strings como argumento. Essa array é passada pelo usuário quando ele invoca o programa: $ java Teste argumento1 outro maisoutro Capítulo 5 - Um pouco de arrays - Um pouco mais... - Página 55 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos minhaConta.saca(50000); // saldo + limite é só 2000!! } } Podemos incluir um if dentro do nosso método saca() para evitar a situação que resultaria em uma conta em estado inconsistente, com seu saldo abaixo do limite. Fizemos isso no capítulo de orientação a objetos básica. Apesar de melhorar bastante, ainda temos um problema mais grave: ninguém garante que o usuário da classe vai sempre utilizar o método para alterar o saldo da conta. O código a seguir ultrapassa o limite direta- mente: class TestaContaEstouro2 { public static void main(String args[]) { Conta minhaConta = new Conta(); minhaConta.limite = 100; minhaConta.saldo = -200; //saldo está abaixo dos 100 de limite } } Como evitar isso? Uma idéia simples seria testar se não estamos ultrapassando o limite toda vez que formos alterar o saldo: class TestaContaEstouro3 { public static void main(String args[]) { // a Conta Conta minhaConta = new Conta(); minhaConta.limite = 100; minhaConta.saldo = 100; // quero mudar o saldo para -200 double novoSaldo = -200; // testa se o novoSaldo ultrapassa o limite da conta if (novoSaldo < -minhaConta.limite) { // System.out.println("Não posso mudar para esse saldo"); } else { minhaConta.saldo = novoSaldo; } } } Esse código iria se repetir ao longo de toda nossa aplicação e, pior, alguém pode esquecer de fazer essa comparação em algum momento, deixando a conta na situação inconsistente. A melhor forma de resolver isso seria forçar quem usa a classe Conta a invocar o método saca e não permitir o acesso direto ao atributo. É o mesmo caso da validação de CPF. Para fazer isso no Java, basta declarar que os atributos não podem ser acessados de fora da classe através da palavra chave private: class Conta { Capítulo 6 - Modificadores de acesso e atributos de classe - Controlando o acesso - Página 58 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos private double saldo; private double limite; // ... } private é um modificador de acesso (também chamado de modificador de visibilidade). Marcando um atributo como privado, fechamos o acesso ao mesmo em relação a todas as outras classes, fazendo com que o seguinte código não compile: class TestaAcessoDireto { public static void main(String args[]) { Conta minhaConta = new Conta(); //não compila! você não pode acessar o atributo privado de outra classe minhaConta.saldo = 1000; } } Na orientação a objetos, é prática quase que obrigatória proteger seus atributos com private. (discutiremos outros modificadores de acesso em outros capítulos). Cada classe é responsável por controlar seus atributos, portanto ela deve julgar se aquele novo valor é válido ou não! Esta validação não deve ser controlada por quem está usando a classe e sim por ela mesma, centra- lizando essa responsabilidade e facilitando futuras mudanças no sistema. Muitas outras vezes nem mesmo queremos que outras classes saibam da existência de determinado atributo, escondendo-o por completo, já que ele diz respeito ao funcionamento interno do objeto. Repare que, agora, quem invoca o método saca não faz a menor idéia de que existe um limite que está sendo checado. Para quem for usar essa classe, basta saber o que o método faz e não como exatamente ele o faz (o que um método faz é sempre mais importante do que como ele faz: mudar a implementação é fácil, já mudar a assinatura de um método vai gerar problemas). A palavra chave private também pode ser usada para modificar o acesso a um método. Tal funcionalidade é normalmente usada quando existe um método apenas auxiliar a própria classe e não queremos que outras pessoas o usem (ou apenas para seguir a boa prática de expôr-se ao mínimo). Sempre devemos expôr o mínimo possível de funcionalidades, para criar um baixo acoplamento entre as nossas classes. Da mesma maneira que temos o private, temos o modificador public, que permite a todos acessarem um determinado atributo ou método : class Conta { //... public void saca(double quantidade) { if (quantidade > this.saldo + this.limite){ //posso sacar até saldo+limite System.out.println("Não posso sacar fora do limite!"); } else { this.saldo = this.saldo - quantidade; } Capítulo 6 - Modificadores de acesso e atributos de classe - Controlando o acesso - Página 59 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos } } E quando não há modificador de acesso? Até agora, tínhamos declarado variáveis e métodos sem nenhum modificador como private e public. Quando isto acontece, o seu método ou atributo fica num estado de visibilidade inter- mediário entre o private e o public, que veremos mais pra frente, no capítulo de pacotes. É muito comum, e faz todo sentido, que seus atributos sejam private e quase todos seus métodos sejam public (não é uma regra!). Desta forma, toda conversa de um objeto com outro é feita por troca de mensagens, isto é, acessando seus métodos. Algo muito mais educado que mexer diretamente em um atributo que não é seu! Melhor ainda! O dia em que precisarmos mudar como é realizado um saque na nossa classe Conta, adivinhe onde precisaríamos modificar? Apenas no método saca, o que faz pleno sentido. Como exemplo, imagine cobrar CPMF de cada saque: basta você modificar ali, e nenhum outro código, fora a classe Conta, precisará ser recompilado. Mais: as classes que usam esse método nem precisam ficar sabendo de tal modificação! Você precisa apenas recompilar aquela classe e substituir aquele arquivo .class. Ganhamos muito em esconder o funcionamento do nosso método na hora de dar manutenção e fazer modificações. 6.2 - Encapsulamento O que começamos a ver nesse capítulo é a idéia de encapsular, isto é, esconder todos os membros de uma classe (como vimos acima), além de esconder como funcionam as rotinas (no caso métodos) do nosso sistema. Encapsular é fundamental para que seu sistema seja sucetível a mudanças: não precisaremos mudar uma regra de negócio em vários lugares, mas sim em apenas um único lugar, já que essa regra está encapsulada. (veja o caso do método saca) O conjunto de métodos públicos de uma classe é também chamado de interface da classe, pois esta é a única maneira a qual você se comunica com objetos dessa classe. Capítulo 6 - Modificadores de acesso e atributos de classe - Encapsulamento - Página 60 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos private double limite; private Cliente titular; public double getSaldo() { return this.saldo; } public void setSaldo(double saldo) { this.saldo = saldo; } public double getLimite() { return this.limite; } public void setLimite(double limite) { this.limite = limite; } public Cliente getTitular() { return this.titular; } public void setTitular(Cliente titular) { this.titular = titular; } } É uma má prática criar uma classe e, logo em seguida, criar getters e setters para todos seus atributos. Você só deve criar um getter ou setter se tiver a real necessidade. Repare que nesse exemplo setSaldo não deveria ter sido criado, já que queremos que todos usem deposita() e saca(). Outro detalhe importante, um método getX não necessariamente retorna o valor de um atributo que chama X do objeto em questão. Isso é interessante para o encapsulamento. Imagine a situação: queremos que o banco sempre mostre como saldo o valor do limite somado ao saldo (uma prática comum dos bancos que costuma iludir seus clientes). Poderíamos sempre chamar c.getLimite() + c.getSaldo(), mas isso poderia gerar uma situação de “replace all” quando precisássemos mudar como o saldo é mostrado. Podemos encapsular isso em um método e, porque não, dentro do próprio getSaldo? Repare: public class Conta { private double saldo; private double limite; private Cliente titular; public double getSaldo() { return this.saldo + this.limite; } // deposita() saca() e transfere() omitidos public Cliente getTitular() { return this.titular; } Capítulo 6 - Modificadores de acesso e atributos de classe - Getters e Setters - Página 63 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos public void setTitular(Cliente titular) { this.titular = titular; } } O código acima nem possibilita a chamada do método getLimite(), ele não existe. E nem deve existir enquanto não houver essa necessidade. O método getSaldo() não devolve simplesmente o saldo... e sim o que queremos que seja mostrado como se fosse o saldo. Utilizar getters e setters não só ajuda você a proteger seus atributos, como também possibilita ter de mudar algo em um só lugar... chamamos isso de encapsulamento, pois esconde a maneira como os objetos guardam seus dados. É uma prática muito importante. Nossa classe está agora totalmente pronta? Isto é, existe a chance dela ficar com menos dinheiro do que o limite? Pode parecer que não, mas, e se depositarmos um valor negativo na conta? Ficaríamos com menos dinheiro que o permitido, já que não esperávamos por isso. Para nos proteger disso basta mudarmos o método deposita() para que ele verifique se o valor é necessariamente positivo. Depois disso precisaríamos mudar mais algum outro código? A resposta é não, graças ao encapsulamento dos nossos dados. Cuidado com os getters e setters! Como já dito, não devemos criar getters e setters sem um motivo explicito. No blog da Caelum há um artigo que ilustra bem esses casos: http://blog.caelum.com.br/2006/09/14/nao-aprender-oo-getters-e-setters/ 6.4 - Construtores Quando usamos a palavra chave new, estamos construindo um objeto. Sempre quando o new é chamado, ele executa o construtor da classe. O construtor da classe é um bloco declarado com o mesmo nome que a classe: class Conta { int numero; Cliente titular; double saldo; double limite; // construtor Conta() { System.out.println("Construindo uma conta."); } // .. } Então, quando fizermos: Conta c = new Conta(); Capítulo 6 - Modificadores de acesso e atributos de classe - Construtores - Página 64 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos A mensagem “construindo uma conta” aparecerá. É como uma rotina de inicialização que é chamada sempre que um novo objeto é criado. Um construtor pode parecer, mas não é um método. O construtor default Até agora, as nossas classes não possuíam nenhum construtor. Então como é que era possível dar new, se todo new chama um construtor obrigatoriamente? Quando você não declara nenhum construtor na sua classe, o Java cria um para você. Esse construtor é o construtor default, ele não recebe nenhum argumento e o corpo dele é vazio. A partir do momento que você declara um construtor, o construtor default não é mais fornecido. O interessante é que um construtor pode receber um argumento, podendo assim inicializar algum tipo de informação: class Conta { int numero; Cliente titular; double saldo; double limite; // construtor Conta(Cliente titular) { this.titular = titular; } // .. } Esse construtor recebe o titular da conta. Assim, quando criarmos uma conta, ela já terá um determinado titular. Cliente carlos = new Cliente(); carlos.nome = "Carlos"; Conta c = new Conta(carlos); System.out.println(c.titular.nome); 6.5 - A necessidade de um construtor Tudo estava funcionando até agora. Para que utilizamos um construtor? A idéia é bem simples. Se toda conta precisa de um titular, como obrigar todos os objetos que forem criados a ter um valor desse tipo? Basta criar um único construtor que recebe essa String! O construtor se resume a isso! Dar possibilidades ou obrigar o usuário de uma classe a passar argumentos para o objeto durante o processo de criação do mesmo. Por exemplo, não podemos abrir um arquivo para leitura sem dizer qual é o nome do arquivo que desejamos ler! Portanto, nada mais natural que passar uma String representando o nome de um arquivo na hora de criar um objeto do tipo de leitura de arquivo, e que isso seja obrigatório. Capítulo 6 - Modificadores de acesso e atributos de classe - A necessidade de um construtor - Página 65 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos class Conta { private static int totalDeContas; //... Conta() { Conta.totalDeContas = Conta.totalDeContas + 1; } public int getTotalDeContas() [ return Conta.totalDeContas; } } Como fazemos então para saber quantas contas foram criadas? Conta c = new Conta(); int total = c.getTotalDeContas(); Precisamos criar uma conta antes de chamar o método! Isso não é legal, pois gostaríamos de saber quantas contas existem sem precisar ter acesso a um objeto conta. A idéia aqui é a mesma, transformar esse método que todo objeto conta tem em um método de toda a classe. Usamos a palavra static de novo, mudando o método anterior. public static int getTotalDeContas() { return Conta.totalDeContas; } Para acessar esse novo método: int total = Conta.getTotalDeContas(); Repare que estamos chamando um método não com uma referência para uma Conta, e sim usando o nome da classe. Métodos e atributos estáticos Métodos e atributos estáticos só podem acessar outros métodos e atributos estáticos da mesma classe, o que faz todo sentido já que dentro de um método estático não temos acesso a referência “this”, pois um método estático é chamado através da classe, e não de um objeto. O static realmente traz um “cheiro” procedural, porém em muitas vezes é necessário. 6.7 - Um pouco mais... 1) Em algumas empresas, o UML é amplamente utilizado. Às vezes, o programador recebe o UML já pronto, completo, e só deve preencher a implementação, devendo seguir à risca o UML. O que você acha dessa prática? Vantagens e desvantagens. 2) Se uma classe só tem atributos e métodos estáticos, que conclusões podemos tirar? O que lhe parece um método estático? Capítulo 6 - Modificadores de acesso e atributos de classe - Um pouco mais... - Página 68 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos 3) O padrão dos métodos get e set não vale para as variáveis de tipo boolean. Esses atributos são acessados via is e set. Por exemplo, para verificar se um carro está ligado seriam criados os métodos isLigado e setLigado. 6.8 - Exercícios: Encapsulamento, construtores e static 1) Adicione o modificador de visibilidade (private, se necessário) para cada atributo e método da classe Funcionario. Tente criar um Funcionario no main e modificar ou ler um de seus atributos privados. O que acontece? 2) Crie os getters e setters necessários da sua classe Funcionario . Por exemplo: class Funcionario { private double salario; // ... public double getSalario() { return this.salario; } public void setSalario(double salario) { this.salario = salario; } } Não copie e cole! Aproveite para praticar sintaxe. Logo passaremos a usar o Eclipse e aí sim teremos procedimentos mais simples para este tipo de tarefa. 3) Modifique suas classes que acessam e modificam atributos de um Funcionario para utilizar os getters e setters recém criados. Por exemplo, onde você encontra: f.salario = 100; System.out.println(f.salario); passa para: f.setSalario(100); System.out.println(f.getSalario()); 4) Faça com que sua classe Funcionario possa receber, opcionalmente, o nome do Funcionario durante a criação do objeto. Utilize construtores para obter esse resultado. Dica: utilize um construtor sem argumentos também, para o caso de a pessoa não querer passar o nome do Funcionario. Seria algo como: class Funcionario { Capítulo 6 - Modificadores de acesso e atributos de classe - Exercícios: Encapsulamento, construtores e static - Página 69 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos public Funcionario() { // construtor sem argumentos } public Funcionario(String nome) { // construtor que recebe o nome } } Por que você precisa do construtor sem argumentos para que a passagem do nome seja opcional? 5) (opcional) Adicione um atributo na classe Funcionario de tipo int que se chama identificador. Esse identifi- cador deve ter um valor único para cada instância do tipo Funcionario. O primeiro Funcionario instanciado tem identificador 1, o segundo 2, e assim por diante. Você deve utilizar os recursos aprendidos aqui para resolver esse problema. Crie um getter para o identificador. Devemos ter um setter? 6) (opcional) Crie os getters e setters da sua classe Empresa e coloque seus atributos como private. Lembre-se de que não necessariamente todos os atributos devem ter getters e setters. Por exemplo, na classe Empresa, seria interessante ter um setter e getter para a sua array de funcionários? Não seria mais interessante ter um método como este? class Empresa { // ... public Funcionario getFuncionario(int posicao) { return this.empregados[posicao]; } } 7) (opcional) Na classe Empresa, em vez de criar um array de tamanho fixo, receba como parâmetro no cons- trutor o tamanho do array de Funcionario. Agora, com esse construtor, o que acontece se tentarmos dar new Empresa() sem passar argumento algum? Por quê? 8) (opcional) Como garantir que datas como 31/2/2005 não sejam aceitas pela sua classe Data? 9) (opcional) Crie a classe PessoaFisica. Queremos ter a garantia de que pessoa física alguma tenha CPF invalido, nem seja criada PessoaFisica sem cpf inicial. (você não precisa escrever o algoritmo de validação de cpf, basta passar o cpf por um método valida(String x)....) 6.9 - Desafios 1) Porque esse código não compila? class Teste { int x = 37; public static void main(String [] args) { System.out.println(x); } Capítulo 6 - Modificadores de acesso e atributos de classe - Desafios - Página 70 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos return true; } else { System.out.println("Acesso Negado!"); return false; } } // outros métodos } Precisamos mesmo de outra classe? Poderíamos ter deixado a classe Funcionario mais genérica, mantendo nela senha de acesso, e o número de funcionários gerenciados. Caso o funcionário não fosse um gerente, deixaríamos estes atributos vazios. Essa é uma possibilidade, porém podemos começar a ter muito atributos opcionais, e a classe ficaria estranha. E em relação aos métodos? A classe Gerente tem o método autentica, que não faz sentido existir em um funcionário que não é gerente. Se tivéssemos um outro tipo de funcionário que tem características diferentes do funcionário comum, preci- saríamos criar uma outra classe e copiar o código novamente! Além disso, se um dia precisarmos adicionar uma nova informação para todos os funcionários, precisaremos passar por todas as classes de funcionário e adicionar esse atributo. O problema acontece novamente por não centralizar as informações principais do funcionário em um único lugar! Existe um jeito, em Java, de relacionarmos uma classe de tal maneira que uma delas herda tudo que a outra tem. Isto é uma relação de classe mãe e classe filha. No nosso caso, gostaríamos de fazer com que o Gerente tivesse tudo que um Funcionario tem, gostaríamos que ela fosse uma extensão de Funcionario. Fazemos isto através da palavra chave extends. class Gerente extends Funcionario { int senha; int numeroDeFuncionariosGerenciados; public boolean autentica(int senha) { if (this.senha == senha) { System.out.println("Acesso Permitido!"); return true; } else { System.out.println("Acesso Negado!"); return false; } } // setter da senha omitido } Em todo momento que criarmos um objeto do tipo Gerente, este objeto possuirá também os atributos defi- nidos na classe Funcionario, pois agora um Gerente é um Funcionario: Capítulo 7 - Orientação a Objetos – herança, reescrita e polimorfismo - Repetindo código? - Página 73 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos class TestaGerente { public static void main(String[] args) { Gerente gerente = new Gerente(); // podemos chamar metodos do Funcionario: gerente.setNome("João da Silva"); // e tambem metodos do Gerente! gerente.setSenha(4231); } } Dizemos que a classe Gerente herda todos os atributos e métodos da classe mãe, no nosso caso, a Funcionario. Para ser mais preciso, ela também herda os atributos e métodos privados, porém não conse- gue acessá-los diretamente. Super e Sub classe A nomenclatura mais encontrada é que Funcionario é a superclasse de Gerente, e Gerente é a subclasse de Funcionario. Dizemos também que todo Gerente é um Funcionário. Outra forma é dizer que Funcionario é classe mãe de Gerente e Gerente é classe filha de Funcionario. E se precisamos acessar os atributos que herdamos? Não gostaríamos de deixar os atributos de Funcionario, public, pois dessa maneira qualquer um poderia alterar os atributos dos objetos deste tipo. Existe um outro modificador de acesso, o protected, que fica entre o private e o public. Um atributo protected só pode ser acessado (visível) pela própria classe e por suas subclasses (e mais algumas outras classes, mas veremos isso em outro capítulo). class Funcionario { protected String nome; protected String cpf; protected double salario; // métodos devem vir aqui } Capítulo 7 - Orientação a Objetos – herança, reescrita e polimorfismo - Repetindo código? - Página 74 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos Sempre usar protected? Então porque usar private? Depois de um tempo programando orientado a objetos, você vai começar a sentir que nem sempre é uma boa idéia deixar que a classe filha acesse os atributos da classe mãe, pois isso quebra um pouco a idéia de que só aquela classe deveria manipular seus atributos. Essa é uma discussão um pouco mais avançada. Além disso, não só as subclasses, mas também as outras classes, podem acessar os atributos protected, que veremos mais a frente (mesmo pacote). Veja outras alternativas ao protected no exercício de discussão em sala de aula juntamente com o instrutor. Da mesma maneira podemos ter uma classe Diretor que estenda Gerente, e a classe Presidente pode estender diretamente de Funcionario. Fique claro que essa é uma decisão de negócio. Se Diretor vai estender de Gerente ou não, vai depender se, para você, Diretor “é um” Gerente. Uma classe pode ter várias filhas, mas pode ter apenas uma mãe, é a chamada herança simples do java. 7.2 - Reescrita de método Todo fim de ano, os funcionários do nosso banco recebem uma bonificação. Os funcionários comuns rece- bem 10% do valor do salário e os gerentes, 15%. Vamos ver como fica a classe Funcionario: class Funcionario { protected String nome; protected String cpf; protected double salario; public double getBonificacao() { return this.salario * 0.10; } // métodos Capítulo 7 - Orientação a Objetos – herança, reescrita e polimorfismo - Reescrita de método - Página 75 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos Até aqui tudo bem, mas e se eu tentar: funcionario.getBonificacao(); Qual é o retorno desse método? 500 ou 750? No Java, a invocação de método sempre vai ser decidida em tempo de execução. O Java vai procurar o objeto na memória e, aí sim, decidir qual método deve ser chamado, sempre relacionando com sua classe de verdade, e não com a que estamos usando para referenciá- lo. Apesar de estarmos nos referenciando a esse Gerente como sendo um Funcionario, o método executado é o do Gerente. O retorno é 750. Parece estranho criar um gerente e referenciá-lo como apenas um funcionário. Por que fariamos isso? Na verdade, a situação que costuma aparecer é a que temos um método que recebe um argumento do tipo Funcionario: class ControleDeBonificacoes { private double totalDeBonificacoes = 0; public void registra(Funcionario funcionario) { this.totalDeBonificacoes += funcionario.getBonificacao(); } public double getTotalDeBonificacoes() { return this.totalDeBonificacoes; } } E, em algum lugar da minha aplicação (ou no main, se for apenas para testes): ControleDeBonificacoes controle = new ControleDeBonificacoes(); Gerente funcionario1 = new Gerente(); funcionario1.setSalario(5000.0); controle.registra(funcionario1); Funcionario funcionario2 = new Funcionario(); funcionario2.setSalario(1000.0); controle.registra(funcionario2); System.out.println(controle.getTotalDeBonificacoes()); Repare que conseguimos passar um Gerente para um método que recebe um Funcionario como argu- mento. Pense como numa porta na agência bancária com o seguinte aviso: “Permitida a entrada apenas de Funcionários”. Um gerente pode passar nessa porta? Sim, pois Gerente é um Funcionario. Qual será o valor resultante? Não importa que dentro do método registra do ControleDeBonificacoes receba Funcionario. Quando ele receber um objeto que realmente é um Gerente, o seu método reescrito será invocado. Reafirmando: não importa como nos referenciamos a um objeto, o método que será invocado é sempre o que é dele. No dia em que criarmos uma classe Secretaria, por exemplo, que é filha de Funcionario, precisaremos mudar a classe de ControleDeBonificacoes? Não. Basta a classe Secretaria reescrever os métodos que lhe Capítulo 7 - Orientação a Objetos – herança, reescrita e polimorfismo - Polimorfismo - Página 78 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos parecerem necessários. É exatamente esse o poder do polimorfismo, juntamente com a reescrita de método: diminuir o acoplamento entre as classes, para evitar que novos códigos resultem em modificações em inúmeros lugares. Repare que quem criou ControleDeBonificacoes pode nunca ter imaginado a criação da classe Secretaria ou Engenheiro. Contudo, não será necessário reimplementar esse controle em cada nova classe: reaproveita- mos aquele código. Herança versus acoplamento Note que o uso de herança aumenta o acoplamento entre as classes, isto é, o quanto uma classe depende de outra. A relação entre classe mãe e filha é muito forte e isso acaba fazendo com que o programador das classes filhas tenha que conhecer a implementação da classe pai e vice-versa - fica difícil fazer uma mudança pontual no sistema. Por exemplo, imagine se tivermos que mudar algo na nossa classe Funcionario, mas não quisés- semos que todos os funcionários sofressem a mesma mudança. Precisaríamos passar por cada uma das filhas de Funcionario verificando se ela se comporta como deveria ou se devemos, agora, sobreescrever o tal método modificado. Esse é um problema da herança, e não do polimorfismo, que resolveremos mais tarde com a ajuda de Interfaces. 7.5 - Um outro exemplo Imagine que vamos modelar um sistema para a faculdade que controle as despesas com funcionários e professores. Nosso funcionário fica assim: class EmpregadoDaFaculdade { private String nome; private double salario; double getGastos() { return this.salario; } String getInfo() { return "nome: " + this.nome + " com salário " + this.salario; } // métodos de get, set e outros } O gasto que temos com o professor não é apenas seu salário. Temos de somar um bônus de 10 reais por hora/aula. O que fazemos então? Reescrevemos o método. Assim como o getGastos é diferente, o getInfo também será, pois temos de mostrar as horas/aula também. class ProfessorDaFaculdade extends EmpregadoDaFaculdade { private int horasDeAula; double getGastos() { return this.getSalario() + this.horasDeAula * 10; } String getInfo() { String informacaoBasica = super.getInfo(); String informacao = informacaoBasica + " horas de aula: " + this.horasDeAula; return informacao; Capítulo 7 - Orientação a Objetos – herança, reescrita e polimorfismo - Um outro exemplo - Página 79 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos } // métodos de get, set e outros } A novidade, aqui, é a palavra chave super. Apesar do método ter sido reescrito, gostaríamos de acessar o método da classe mãe, para não ter de copiar e colocar o conteúdo desse método e depois concatenar com a informação das horas de aula. Como tiramos proveito do polimorfismo? Imagine que temos uma classe de relatório: class GeradorDeRelatorio { public void adiciona(EmpregadoDaFaculdade f) { System.out.println(f.getInfo()); System.out.println(f.getGastos()); } } Podemos passar para nossa classe qualquer EmpregadoDaFaculdade! Vai funcionar tanto para professor, quanto para funcionário comum. Um certo dia, muito depois de terminar essa classe de relatório, resolvemos aumentar nosso sistema, e colocar uma classe nova, que representa o Reitor. Como ele também é um EmpregadoDaFaculdade, será que vamos precisar alterar alguma coisa na nossa classe de Relatorio? Não. Essa é a idéia! Quem programou a classe GeradorDeRelatorio nunca imaginou que existiria uma classe Reitor e, mesmo assim, o sistema funciona. class Reitor extends EmpregadoDaFaculdade { // informações extras String getInfo() { return super.getInfo() + " e ele é um reitor"; } // não sobreescrevemos o getGastos!!! } 7.6 - Um pouco mais... 1) Se não houvesse herança em Java, como você poderia reaproveitar o código de outra classe? 2) Uma discussão muito atual é sobre o abuso no uso da herança. Algumas pessoas usam herança apenas para reaproveitar o código, quando poderiam ter feito uma composição. Procure sobre herança versus composição. 3) Mesmo depois de reescrever um método da classe mãe, a classe filha ainda pode acessar o método antigo. Isto é feito através da palavra chave super.método(). Algo parecido ocorre entre os construtores das classes, o que? Capítulo 7 - Orientação a Objetos – herança, reescrita e polimorfismo - Um pouco mais... - Página 80 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos 4) Crie uma classe com método main e instancie essas classes, atualize-as e veja o resultado. Algo como: class TestaContas { public static void main(String[] args) { Conta c = new Conta(); ContaCorrente cc = new ContaCorrente(); ContaPoupanca cp = new ContaPoupanca(); c.deposita(1000); cc.deposita(1000); cp.deposita(1000); c.atualiza(0.01); cc.atualiza(0.01); cp.atualiza(0.01); System.out.println(c.getSaldo()); System.out.println(cc.getSaldo()); System.out.println(cp.getSaldo()); } } Após imprimir o saldo (getSaldo()) de cada uma das contas, o que acontece? 5) O que você acha de rodar o código anterior da seguinte maneira: Conta c = new Conta(); Conta cc = new ContaCorrente(); Conta cp = new ContaPoupanca(); Compila? Roda? O que muda? Qual é a utilidade disso? Realmente, essa não é a maneira mais útil do polimorfismo - veremos o seu real poder no próximo exercício. Porém existe uma utilidade de declararmos uma variável de um tipo menos específico do que o objeto realmente é. É extremamente importante perceber que não importa como nos referimos a um objeto, o método que será invocado é sempre o mesmo! A JVM vai descobrir em tempo de execução qual deve ser invocado, dependendo de que tipo é aquele objeto e não de acordo com como nos referimos a ele. Capítulo 7 - Orientação a Objetos – herança, reescrita e polimorfismo - Exercícios: Herança e Polimorfismo - Página 83 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos 6) (opcional) Vamos criar uma classe que seja responsável por fazer a atualização de todas as contas bancárias e gerar um relatório com o saldo anterior e saldo novo de cada uma das contas. class AtualizadorDeContas { private double saldoTotal = 0; private double selic; AtualizadorDeContas(double selic) { this.selic = selic; } void roda(Conta c) { // aqui voce imprime o saldo anterior, atualiza a conta, // e depois imprime o saldo final // lembrando de somar o saldo final ao atributo saldoTotal } // outros métodos, colocar o getter para saldoTotal! } 7) (opcional) No método main, vamos criar algumas contas e rodá-las: class TestaAtualizadorDeContas { public static void main(String[] args) { Conta c = new Conta(); Conta cc = new ContaCorrente(); Conta cp = new ContaPoupanca(); c.deposita(1000); cc.deposita(1000); cp.deposita(1000); AtualizadorDeContas adc = new AtualizadorDeContas(0.01); adc.roda(c); adc.roda(cc); adc.roda(cp); System.out.println("Saldo Total: " + adc.getSaldoTotal()); } } 8) (Opcional) Use a palavra chave super nos métodos atualiza reescritos, para não ter de refazer o trabalho. 9) (Opcional) Se você precisasse criar uma classe ContaInvestimento, e seu método atualiza fosse complica- díssimo, você precisaria alterar as classes Banco e AtualizadorDeContas? 10) (Opcional, Trabalhoso) Crie uma classe Banco que possui um array de Conta. Repare que num array de Conta você pode colocar tanto ContaCorrente quanto ContaPoupanca. Crie um método void adiciona(Conta c), um método Conta pegaConta(int x) e outro int pegaTotalDeContas(), muito similar a relação anterior de Empresa-Funcionario. Capítulo 7 - Orientação a Objetos – herança, reescrita e polimorfismo - Exercícios: Herança e Polimorfismo - Página 84 Material do Treinamento Java e Orientação a Objetos Faça com que seu método main crie diversas contas, insira-as no Banco e depois, com um for, percorra todas as contas do Banco para passá-las como argumento para o AtualizadorDeContas. 7.8 - Dicussões em aula: Alternativas ao atributo protected Discuta com o instrutor e seus colegas alternativas ao uso do atributo protected na herança. Preciso re- almente afrouxar o encapsulamento do atributo por causa da herança? Como fazer para o atributo continuar private na mãe e as filhas conseguirem de alguma formar trabalhar com ele? Capítulo 7 - Orientação a Objetos – herança, reescrita e polimorfismo - Dicussões em aula: Alternativas ao atributo protected - Página 85