Para obter a última versão deste texto consulte http://www.dcc.unicamp.br/~aacesta ou http://www.dcc.unicamp.br
Prefácio:
Este texto faz parte de um estudo comparativo de linguagens de programação orientadas a objetos. O conteúdo deste estudo também está disponível na "World Wide Web", área multímidia da internet, sob o endereço http://www.dcc.unicamp.br/~aacesta . Neste endereço, você pode complementar seu aprendizado, rodando exercícios iterativos, acessando "links" para outros hipertextos sobre linguagens de programação, vendo exemplos de programas e interagindo com aplicações para a internet.
A diferença entre este estudo e outros textos que você possa encontrar sobre o mesmo assunto é o caráter prático. Exemplos completos, dicas de programação, explicações sobre detalhes normalmente ignorados em livros, tornarão seu aprendizado mais fácil, principalmente na segunda parte onde tratamos da construção de aplicações para a internet. No inicio, os exemplos podem ser considerados fáceis, mas eles vão se complicando cada vez mais de modo que é importante que o leitor acompanhe o texto fazendo os exercícios. Forneceremos uma série de idéias de programas simples para que você possa testar seu conhecimento. Estes programas simples podem ser melhorados através do uso de interfaces gráficas, assunto que não é coberto neste tutorial.
QUEM DEVERIA LER ESTE TUTORIAL
Qualquer leitor que tenha experiência com pelo menos uma linguagem de programação.
DIAGRAMAÇÃO DESTE TEXTO
Apesar de Java ser uma linguagem que serve para vários propósitos, o seu sucesso atual (época do seu lançamento) se deve a possibilidade de elaboração de aplicações para a internet. Dada a importância deste aspecto da linguagem, este texto está organizado de maneira semelhante as páginas encontradas na WWW, frequentemente você encontrará diagramas como o seguinte:
TUTORIAL
http://www.dcc.unicamp.br/~aacesta
"Estudo comparativo de linguagens de programação orientadas a objetos". Nesta página você encontrará tutoriais sobre diversas linguagens orientadas a objetos, dentre elas: C++, Modula-3, Java. Quanto a Java, você terá a oportunidade de ver código de programas e testá-los, além de poder adquirir a versão mais nova deste texto.Encontrará também links para sites sobre orientação a objetos.
Este diagrama representa um hipertexto que pode ser acessado de modo a complementar seu estudo. A parte escrita em letra maior é o endereço, o texto em itálico faz um resumo do conteúdo desta página. Usando estes "links" ou diagramas você encontrará uma maneira ordenada de aprender sem se perder no mar de informações da internet.
URL: "Uniform Resource Locator", é o endereço de um computador na internet
O diagrama acima aparecerá toda vez que introduzirmos uma palavra nova. Caso você encontre alguma palavra desconhecida, basta usar o índice remissivo para obter sua definição.
É importante lembrar que os hipertextos citados neste tutorial, não são de nossa responsabilidade. Como eles estão sujeitos a mudanças, contamos com a sua ajuda para efetuarmos atualizações, conte você também com a nossa ajuda na internet.
Os programas exemplo deste texto são apresentados em caixas retangulares, e todo código é escrito em fonte diferente da usada neste texto comum. O trechos de código que aparecem desmembrados de seus arquivos, tem fundo cinza claro.
Todos os arquivos presentes dentro dos retângulos, são arquivos "text-only", qualquer formatação (negrito) tem apenas função didática.
Os resultados dos programas são indicados pelo diagrama ao lado:
DIVISÃO DO TUTORIAL
Este tutorial contém uma sequência de tópicos que permite apresentar a linguagem sob a ótica da teoria de orientação a objetos. A apresentação do modelo de objetos da linguagem e conceitos relacionados tais como polimorfismo, tratamento de exceções está em primeiro plano. Ao longo dessa apresentação, em segundo plano, você aprenderá os aspectos básicos da linguagem tais como "loops", desvios condicionais, etc.
Estes tópicos são frequentemente retomados, cada vez de maneira mais aprofundada. Quando terminamos o assunto métodos, você já está pronto para saber o que são contrutores, e é exatamente isto que ensinamos. Porém o assunto contrutores não é esgotado, você ainda vai aprender a usar construtores em conjunto com agregação e depois em conjunto com herança.
A maioria dos leitores fica ansiosa para aprender como criar aplicações para a internet, mas depois de satisfeita esta ansiedade voltam para o ponto onde aprendem como programar na linguagem e não apenas experimentar com a criação de botões, caixas de diálogo, imagens, etc. Se esse é o seu caso, é recomendável um "tour" pela WWW antes de começar a programar, um bom "site" para começar a pesquisar com um "browser" compatível com Java (Netscape Navigator 2.0( ou superior) é :
APPLETS
http://www.Javasoft.com/applets
"Links" para vários applets, divididos por categorias: games, sound, busines, animation... Divirta-se...
APPLETS: São pequenos programas escritos em Java que podem ser embebidos em documentos hipetextos. São exemplos de applets: animações, imagens, botões, etc. Applets podem suportar efeitos de multimidia como sons, iterações com o usuário (mouse, teclado), imagens, animações, gráficos, etc.
Ao longo do texto,você perceberá que Java é excelente para desenvolver aplicações comerciais e para ser usada em universidades. Java pode ser vista como uma fusão de várias técnologias que vêm sendo desenvolvidas na área de computação, de modo que estudantes dessa linguagem tem a oportunidade de tomar contato com vários tópicos recentes: programação concorrente, sitemas distribuídos, orientação a objetos, protocolos da internet, e uma série de outros assuntos fáceis de praticar nessa linguagem.
É claro que os resultados dependerão de seu esforço, portanto depois de ler esta introdução, descanse um pouco, tome um cafezinho1. Pois durante o restante do texto esperaremos que você se envolva com a linguagem, reuse programas encontrados na W.W.W, se comunique com colegas programadores, participe de listas de discussões, newsgroups (comp.lang.Java & alt.www.hotJava), e o mais importante: PROGRAME, PROGRAME, RE-PROGRAME! ADQUIRINDO O SOFTWARE NECESSÁRIO, PLATAFORMAS SUPORTADAS
Um ambiente de programação Java é normalmente composto de um kit de desenvolvimento de aplicações Java e um "browser compatível com esta linguagem (recomendável). Se você não tem acesso a esse ambiente de programação, tente estes endereços:
"DOWNLOAD"
JAVA
http://Java.sun.com
Raiz do hipertexto montado pelos criadores da linguagem. Sob este endereço você pode obter o compilador e outras ferramentas de desenvolvimento de aplicações Java para a sua plataforma de programação. Fique atento! Outros desenvolvedores estão criando ambientes de programação Java.
"DOWNLOAD"
"BROWSERS"
http://www.netscape.com
Raiz do hipertexto montado pelos criadores do Netscape Navigator(. Sob este endereço você pode obter o browser "Java compatible" da "Netscape Comunications INC .. Outros desenvolvedores estão lançando "browsers" compatíveis com Java.
"DOWNLOAD"
"BROWSERS"
http://www.microsoft.com
A microsoft( licenciou a tecnologia Java e a incorporou em seu novo browser: Internet Explorer versão 3.0 ou superior.
BROWSERS: São uma categoria de programas que permitem você visualizar um documento criado em um certo padrão, no caso html (hipertext markup language). Atualmente os browsers tem se tornado complexos devido a quantidade de padrões existentes (ex. imagens .gif .jpg, etc). A linguagem Java pode contribuir para minimizar esta complexidade.
CARACTERÍSTICAS DA LINGUAGEM
Parecida com C, C++:
Java tem a aparência de C ou de C++, embora a filosofia da linguagem seja diferente. Por este motivo estaremos frequentemente fazendo comparações alguma destas linguagens. O leitor que programa em qualquer uma delas, ou em uma linguagem orientada a objetos, se sentirá mais a vontade e se tornará um bom programador Java em menos tempo.
Java também possui características herdadas de muitas outras linguagens de programação: Objective-C, Smalltalk, Eiffel, Modula-3, etc. Muitas das características desta linguagem não são totalmente novas. Java é uma feliz união de tecnologias testadas por vários centros de pesquisa e desenvolvimento de software.
Compilada:
Um programa em Java é compilado para o chamado "byte-code", que é próximo as instruções de máquina, mas não de uma máquina real. O "byte-code" é um código de uma máquina virtual idealizada pelos criadores da linguagem. Por isso Java pode ser mais rápida do que se fosse simplesmente interpretada.
Portável:
Java foi criada para ser portável. O "byte-code" gerado pelo compilador para a sua aplicação específica pode ser transportado entre plataformas distintas que suportam Java (Solaris 2.3(, Windows-NT(, Windows-95(, Mac/Os etc) . Não é necessário recompilar um programa para que ele rode numa máquina e sistema diferente, ao contrário do que acontece por exemplo com programas escritos em C e outras linguagens.
Esta portabilidade é importante para a criação de aplicações para a heterogênea internet. Muitos d os programas exemplo deste tutorial foram escritos e compilados numa plataforma Windows-95( e rodaram perfeitamente quando simplesmente copiados para uma plataforma Solaris 2.3(. Em Java um inteiro por exemplo, tem sempre 32 bits, independentemente da arquitetura. O próprio compilador Java é escrito em Java, de modo que ele é portável para qualquer sistema que possua o interpretador de "byte-codes". Um exemplo de programa escrito em Java é o browser hotjava.
Orientada a Objetos:
A portabilidade é uma das características que se inclui nos objetivos almejados por uma linguagem orientada a objetos.
Em Java ela foi obtida de maneira inovadora com relação ao grupo atual de linguagens orientadas a objetos.
Java suporta herança, mas não herança múltipla. A ausência de herança múltipla pode ser compensada pelo uso de herança e interfaces, onde uma classe herda o comportamento de sua superclasse além de oferecer uma implementação para uma ou mais interfaces.
Java permite a criação de classes abstratas. Outra característica importante em linguagens orientadas a objetos é a segurança. Dada a sua importância o tópico foi escrito a parte.
Segura:
A presença de coleta automática de lixo, evita erros comuns que os programadores cometem quando são obrigados a gerenciar diretamente a memória (C , C++, Pascal ). A eliminação do uso de ponteiros, em favor do uso de vetores, objetos e outras estruturas substitutivas traz benefícios em termos de segurança. O programador é proibido de obter acesso a memória que não pertence ao seu programa, além de não ter chances de cometer erros comuns tais como "reference aliasing" e uso indevido de aritmética de ponteiros. Estas medidas são particularmente úteis quando pensarmos em aplicações comerciais desenvolvidas para a internet.
Ser "strongly typed" também é uma vantagem em termos de segurança, que está aliada a eliminação de conversões implícitas de tipos de C++.
A presença de mecanismos de tratamento de exceções torna as aplicações mais robustas, não permitindo que elas abortem, mesmo quando rodando sob condições anormais. O tratamento de exceções será útil na segunda parte para modelar situações tais como falhas de transmissão e formatos incompatíveis de arquivos.
Suporta concorrência: A linguagem permite a criação de maneira fácil, de vários "threads" de execução. Este tópico será útil quando você estudar animações, e é particularmente poderoso nos ambientes em que aplicações Java são suportadas, ambientes estes que geralmente podem mapear os threads da linguagem em processamento paralelo real.
Eficiente:
Como Java foi criada para ser usada em computadores pequenos, ela exige pouco espaço, pouca memória. Java é muito mais eficiente que grande parte das linguagens de "scripting" existentes, embora seja cerca de 20 vezes mais lenta que C, o que não é um marco definitivo. Com a evolução da linguagem, serão criados geradores de "byte-codes" cada vez mais otimizados que trarão as marcas de performance da linguagem mais próximas das de C++ e C. Além disso um dia Java permitirá a possibilidade de gerar código executável de uma particular arquitetura "on the fly", tudo a partir do "byte-code". Suporte para programação de sistemas distribuídos:
Java fornece facilidades para programação com sockets, remote method call, tcp-ip, etc. Estes tópicos não serão abordados neste texto.
PROGRAMAÇÃO ORIENTADA A OBJETOS
NOTA AOS PROGRAMADORES "C"
A leitura deste hipertexto é fortemente recomendada para os programadores que tem "C" ou "C++" como sua principal linguagem de programação, mesmo antes de iniciar a leitura deste tutorial:
"DOWNLOAD"
"BROWSERS"
http://www.dcc.unicamp.br/~aacesta/java/group.html (Clique em brewing Java tutorial)
"Brewing Java: A Tutorial", Um tutorial de Java que segue o estilo do livro inicial sobre "C", escrito por Kernighan & Ritchie [2], é a referência básica para este texto. Cobre principalmente sintaxe de loops e outros assuntos fáceis não abordados aqui.
Iniciaremos com um pouquinho de teoria sobre orientação a objetos. Se você quiser algum hipertexto para aprofundamento ou para ler em paralelo com esta introdução sobre classes e objetos e use:
"Esta é a homepage do grupo de estudos em Java". Você vai encontrar links atualizados para diversos lugares na internet onde se estuda Java.
1. CLASSES E OBJETOS
Uma classe é um tipo definido pelo usuário que contém o molde, a especificação para os objetos, algo mais ou menos como o tipo inteiro contém o molde para as variáveis declaradas como inteiros. A classe envolve, associa, funções e dados, controlando o acesso a estes, definí-la implica em especificar os seus atributos (dados) e seus métodos (funções).
Um programa que utiliza uma interface controladora de um motor elétrico provavelmente definiria a classe motor. Os atributos desta classe seriam: temperatura, velocidade, tensão aplicada. Estes provavelmente seriam representados na classe por tipos como int ou float. Os métodos desta classe seriam funções para alterar a velocidade, ler a temperatura, etc. Um programa editor de textos definiria a classe parágrafo que teria como um de seus atributos uma String ou um vetor de Strings, e como métodos, funções que operam sobre estas strings. Quando um novo parágrafo é digitado no texto, o editor cria a partir da classe Parágrafo um objeto contendo as informações particulares do novo texto. Isto se chama instanciação ou criação do objeto.
1.1. ESPECIFICANDO UMA CLASSE
Suponha um programa que controla um motor elétrico através de uma saída serial. A velocidade do motor é proporcional a tensão aplicada e esta proporcional aos bits que vão para saída serial e passam por um conversor digital analógico. Vamos abstrair todos estes detalhes por enquanto e modelar somente a interface do motor como uma classe, a pergunta é que métodos e que atributos deve ter nossa classe, que argumentos e valores de retorno devem ter os métodos?
Representação da velocidade:
A velocidade do motor será representada por um atributo inteiro (int). Usaremos a faixa de bits que precisarmos, caso o valor de bits necessário não possa ser fornecido pelo tipo , usaremos então o tipo long, isto depende do conversor digital analógico utilizado.
Representação da saída serial:
O motor precisa conhecer a sua saída serial, a sua ligação com o "motor do mundo real". Suponha uma representação em hexadecimal do atributo endereço de porta serial, um possível nome para o atributo: enderecomotor. Não se preocupe em saber como usar a representação hexadecimal.
Alteração do valor da velocidade:
Internamente o usuário da classe motor pode desejar alterar a velocidade, cria-se então o método: public void altera_velocidade(int novav);. O código anterior corresponde ao cabeçalho do método ele é definido junto com a classe motor, associado a ela. O valor de retorno da função que "implementa" o método é void, poderia ser criado um valor de retorno (boolean) que indicasse se o valor de velocidade era permitido e foi alterado ou não era permitido e portanto não foi alterado.
O ato de invocar um método também é chamado de passar uma mensagem para o objeto que está executando este método.
Não faz sentido usar, chamar, este método separado de uma variável do tipo motor, mas então porque na lista de argumentos da função não se encontra um motor? Este pensamento reflete a maneira de associar dados e código (funções) das linguagens procedurais. Em linguagens orientadas a objetos o código e os dados são ligados de forma diferente, a própria declaração de um tipo definido pelo usuário já engloba as declarações das funções inerentes a este tipo, isto será explicado em 1.2. O objeto ao qual é aplicado o método é passado de outra forma.
Note que não fornecemos o código do método, isto não é importante, por hora a preocupação é com a interface definida pela classe: seus cabeçalhos de métodos e atributos. Apenas pense que sua interface deve ser flexível de modo a não apresentar entraves para a criação do código que seria feita numa outra etapa. Nesta etapa teríamos que imaginar que o valor numérico da velocidade deve ir para o conversor onde irá se transformar numa diferença de potencial a ser aplicada nos terminais do motor, etc.
1.2. OBJETOS EM JAVA
Objetos são instâncias de uma classe. Quando um objeto é criado ele precisa ser inicializado, ou seja para uma única classe de nome EstudanteDeGraduacao podemos ter vários objetos durante a execução de um programa. Estudante de graduação Andre; Identificação 940718; Curso Computacao Estudante de graduação Luiza , Identificação 893249, Curso Medicina... A classe representa somente o molde para a criação dos objetos, estes sim contém informação, veja tópico classes e objetos.
O atributo Identificação tem valor 940718 para a instância (objeto) André da classe Estudantes de Graduação.
INSTANCIAS: Um objeto existente durante um momento da execução de um programa é uma instancia de uma classe.
Objetos podem conter objetos, ou seja os atributos de um objeto podem ser objetos, da mesma classe ou não. Objetos podem ser passados pela rede, armazenados em meio físico. Objetos possuem um estado e um comportamento. Métodos podem receber objetos como argumentos, podem declarar objetos como variáveis locais, podem chamar outros métodos.
Você pode chamar um método (mandar uma mensagem) para objetos em outras máquinas através de sua rede.
Um objeto pode ser visto como um RECORD, só que com uma tabela de funções que podem ser chamadas para ele.
Na verdade esta definição não é muito teórica, mas é um bom começo para os programadores que estão acostumados com linguagens procedurais. Na verdade podemos fazer com objetos muito mais do que fazemos com records e procedimentos em Pascal.
Em Java, ao contrário de C++ e Modula-3, não existem funções desvinculadas de classes, funções isoladas. Isto implica que todo trecho de código que for escrito deve pertencer a uma classe, mais precisamente deve ser um método desta. O programa mais simples em Java deve conter pelo menos uma classe e um método de início de programa, e é este programa que faremos agora.
Esta filosofia é simples e semelhante a adotada em Eiffel, tudo o que se pode fazer com procedimentos, funções isoladas e variáveis de procedimentos, também se pode fazer com classes e métodos. C++ tinha que permitir a criação de funções isoladas para manter a compatibilidade com "C", mas Java não. Quando neste texto usarmos o termo função no lugar de métodos estaremos mais interessados em enfatizar a parte de implementação em detrimento da interface, você pensar que em Java toda função implementa um método de uma classe.
O leitor não acostumado com o paradigma de orientação a objetos, pode achar estranhas as afirmações acima, e a pergunta mais comum neste momento é: "Mas então como você sabe aonde vai começar o programa?". Antes da resposta a essa pergunta, leia o primeiro programa exemplo, que é semelhante ao primeiro programa em C, "Hello World", presente em [2].
1.2.1. PROGRAMA HELLO INTERNET!
Este exemplo visa apresentar um programa simples para imprimir uma mensagem na tela, este provavelmente será seu primeiro programa em Java.
COMPILANDO UM PRIMEIRO PROGRAMA:
1-Certifique-se de ter adicionado a sua lista de path s o path do compilador e interpretador Java. Javac e Java respectivamente.
2-Crie o arquivo ao lado em um diretório qualquer ("folder" para usuários mac) e salve com o nome: HelloInternet.Java
3-Chame o compilador Java para este arquivo: Javac HelloInternet.Java
4-Seu diretório deve ter recebido um novo arquivo após essa compilação: HelloInternet.class
5-Chame o interpretador Java para este arquivo (omita a extensão .class de arquivo): Java HelloInternet
6-Observe o resultado na tela: Hello Internet!
//Comentario de uma linha
public class HelloInternet {
public static void main (String args[])
{
System.out.println("Hello Internet!");
}
}
Hello Internet!
Resolvendo os eventuais problemas:
Compile este programa. Você pode decidir por não prosseguir enquanto não compilá-lo. Se você for como eu, e principalmente se tiver digitado tudo ao envés de usar "copy and paste", é bem provável que ele não compile, se isto ocorrer, leia atentamente o programa. Você não esqueceu o ponto e vírgula? E as chaves? Hellointernet começa com letra maiúscula, e isso faz diferença2, você foi coerente com a convenção adotada de letras maiúsculas e minúsculas para seus identificadores?
Você estava no mesmo diretório de HelloInternet.java quando chamou o compilador? E quando chamou o interpretador? Também?
Se ainda não der certo, não se desespere, leia as explicações passo a passo do programa e depois recorra a um usuário mais experiente. Normalmente a Java é muito fácil de se programar, e você precisará de pouca ajuda, o seu interesse o fará cada vez mais familiar com esta linguagem.
Explicação passo a passo do programa exemplo:
//Comentario de uma linha
Comentários em Java seguem a mesma sintaxe de C++, "//" inicia uma linha de comentário, todo o restante da linha é ignorado. Existe também um outro tipo de comentário formado por /* Insira aqui o texto a ser ignorado */ , este tipo de comentário pode ser intercalado em uma linha de código. Comentários são tratados como espaços em branco.
public class HelloInternet {
class é a palavra reservada que marca o inicio da declaração de uma classe. Public é um especificador, por enquanto guarde public class como o início da declaração de uma classe. Toda classes serão declaradas assim até o tópico ENCAPSULAMENTO DE ATRIBUTOS E MÉTODOS COM PACKAGESENCAPSULAMENTO DE CLASSES COM PACKAGES.
HelloInternet
É o nome dado a esta classe. O "abre chaves" marca o início das declarações da classe que são os atributos e métodos. Esta classe só possui uma declaração, a do método main, note que um método, ao contrário de C++, só pode ser declarado {internamente} a classe a qual pertence, evitando as confusões sobre "escopo". Desta forma, todo pedaço de código em Java deve pertencer ao abre chaves, fecha chaves da definição de uma classe.
public static void main (String args[]) {
System.out.println("Hello Internet!");
}
public
É um qualificador do método que indica que este é acessível externamente a esta classe (para outras classes que eventualmente seriam criadas), não se preocupe com ele agora, apenas declare todos os métodos como public. Voltaremos a este assunto em 1.5. ENCAPSULANDO MÉTODOS E ATRIBUTOS
static
É um outro qualificador ou "specifier", que indica que o método deve ser compartilhado por todos os objetos que são criados a partir desta classe. Os métodos static podem ser invocados, mesmo quando não foi criado nenhum objeto para a classe, para tal deve-se seguir a sintaxe: .(argumentos);. Retornaremos a esta explicação mais tarde, por hora você precisa saber que particularmente o método main precisa ter essa qualificação porque ele é chamado sem que se crie nenhum objeto de sua classe (a classe HelloInternet).
Curiosidade:
Se você gosta de paradoxos e já conhece um pouco de orientação a objetos, pense que se o método main tivesse que ser chamado para um objeto (o que não é o caso) este objeto teria que ter sido criado em algum outro lugar então este lugar seria o início do programa e main3 deixaria de ter esta finalidade.
A linguagem de programação Eiffel adota uma técnica diferente para resolver este problema: todo programa começa com a criação de um objeto (e não mais a chamada automática de main), este objeto é chamado ROOT, ele pode conter atributos que são inicializados e um método de inicialização, construtor do objeto, que é o início do código do programa.
void
Semelhante ao void C++ ou C, é o valor de retorno da função, quando a função não retorna nenhum valor ela retorna void, uma espécie de valor vazio que tem que ser especificado.
main
Este é um nome particular de método que indica para o compilador o início do programa, é dentro deste método e através das iterações entre os atributos, variáveis e argumentos visíveis nele que o programa se desenvolve.
(String args[])
É o argumento de main e por consequência do programa todo, ele é um vetor de Strings que é formado quando são passados ou não argumentos através da invocação do nome do programa na linha de comando do sistema operacional,
No nosso caso, ignoramos a possível passagem de argumentos via linha de comando, retornaremos a este assunto em 1.3.
{ ...
}
"Abre chaves" e "fecha chaves". Para quem não conhece C ou C++, eles podem ser entendidos como algo semelhante ao BEGIN END de Pascal ou Modula-3, ou seja: delimitam um bloco de código. Os programadores Pascal notarão que variáveis locais dos métodos podem ser declaradas em qualquer local entre as chaves. Mas por motivos de clareza do código declararemos todas no início do abre chaves.
System.out.println("Hello Internet!");
Chamada do método println para o atributo out da classe ou objeto System, o argumento é uma constante do tipo String. println assim como writeln de Pascal, imprime a String e posiciona o cursor na linha abaixo , analogamente print não avança linha. Por hora você pode guardar esta linha de código como o comando para imprimir mensagens na tela, onde o argumento que vem entre aspas é a String a ser impressa. O ; "ponto e vírgula" separa operações.
}
Finalmente o fecha chaves termina com a declaração da classe HelloInternet.
Conclusão:
Normalmente o volume de conceitos presentes num primeiro programa de uma linguagem orientada a objetos como Java ou Eiffel é grande se comparado com o de um primeiro programa em C ou Pascal. Esses conceitos ainda serão aprofundados e são citados aqui apenas por curiosidade, é normal que você não tenha entendido tudo. De agora em diante não explicaremos mais como compilar os programas.
1.2.2. ATRIBUTOS
No programa anterior, não observamos a criação de nenhum objeto, apenas a declaração da classe HelloInternet que continha o método main. O nosso programa funcionou, porque o método main não precisa de um objeto específico para ser invocado.
Este exemplo declara uma classe (Circulo) e em seguida cria um objeto deste tipo em main e altera o conteúdo desta variável. Uma classe é parecida com um record de Pascal, a nossa representa um círculo com os atributos raio e x , y, que são coordenadas cartesianas. Note que este objeto não possui métodos ainda.
A classe círculo é especificada em um arquivo separado do arquivo da classe que contém o método main (início do programa), um arquivo neste texto é representado pelo retângulo envolvendo um trecho de código, até o tópico ENCAPSULAMENTO DE CLASSES COM PACKAGES cada classe será especificada em um arquivo.
É importante entender este exemplo, quando você estudar interfaces gráficas, poderá usar a classe círculo pré-definida na linguagem para desenhar círculos que se movem na tela. Embora não tenhamos explicado com detalhes os tipos básicos da linguagem, usaremos neste exemplo o tipo float (real), e nas explicações o tipo String e o tipo int (inteiro). No final deste tópico forneceremos uma explicação detalhada sobre tipos.
//Classe circulo, arquivo Circulo.Java
public class Circulo {
//so atributos entre as chaves
public float raio; //atributo raio do circulo
public float x;
//posicoes em coordenadas cartesianas
public float y;
}
//Classe principal, Arquivo Principal.Java
public class Principal {
public static void main(String args[]) {
Circulo umcirc; //declaracao de uma variavel circulo no metodo main.
Porque os matemáticos não gostam de C, C++, Java e Basic:
A declaração umcirc.x=umcirc.x+17 presente em nosso programa deixa os matemáticos doidos pois de você subtrair umcirc.x de cada um dos lados da "igualdade" a expressão se torna 0=17. Ocorre que = não é o operador de teste de igualdade e sim de atribuição, ele tem a mesma função do := de Pascal a qual os matemáticos adoram. O operador de teste de igualdade em Java é : ==
Mais sobre arquivos:
Como pode ser observado, cada arquivo texto do programa está envolvido em uma moldura retangular. Neste caso as duas classes criadas: Circulo e Principal, estão em arquivos separados. A sequência de alterações em seu diretório ou folder é:
Inicio:
Após Javac AsDuasJuntas.Java:
O compilador deve ser chamado para ambos arquivos. Ou você pode usar os chamados "wildcards"4 javac *.java.
Sem Includes:
Se você já programa em alguma outra linguagem provavelmente deve estar com a seguinte dúvida: "Vocês usaram o nome da classe Circulo na classe Principal, ambas estão em arquivos separados, como o compilador sabe em que diretório está a classe Circulo? Não é preciso fazer uma espécie de include para poder usar a classe Circulo em outro arquivo?" A resposta é não. O compilador sabe achar se ela estiver sob o diretório de seu programa. Se você tiver que deixar esta classe em outro diretório então ela deve fazer parte de um package e você terá que importar explicitamente este package, veremos como fazê-lo mais tarde.
Classe Circulo e declaração de atributos:
O primeiro arquivo deste exemplo contém o código da classe Circulo, esta classe contém três atributos . A declaração de atributos segue sintaxe semelhante a de C++ (haverão acréscimos a esta sintaxe):
EspecificadorModoAcesso NomeTipo NomeAtributo;
public float raio;
public float x;
public float y;
Todos os atributos pertencentes a classe são do tipo float (Ponto flutuante 32-bit IEEE754, veja tabela de tipos básicos).
Estão especificados como public o que significa que podem ser modificados a partir de uma classe que usa um objeto
Circulo seja como variável de método ou como atributo (este tipo de modificação será exemplificado na classe Principal).
Existem outros especificadores que abordaremos mais adiante, por hora todos os métodos e atributos que criarmos deverão ser public. Vale lembrar que na declaração de variáveis simples em métodos, não faz sentido usar o
EspecificadorModoAcesso. Esta classe Circulo não possui métodos.
Como exemplo de declaração de variáveis simples tome a declaração de uma variável Circulo no método main. Seguida de sua alocação: umcirc=new Circulo(); //alocacao dessa variavel. Sem a alocação a variável não pode ser usada. Note que os atributos são por default inicializados para zero.
Classe Principal declaração e inicialização de atributos:
A classe Principal não possui atributos, porque nenhum objeto desta classe é criado, apenas seu método main é chamado. O método main declara uma referência para objeto da classe Circulo: Circulo umcirc;. Note que diferentemente de C++ não são necessários "includes" ou "header files" para poder declarar essa variável de um "tipo" definido pelo usuário e existente em outro arquivo.
Antes da referência ao objeto ser usada, este precisa ser alocado na memória o que é feito através de umcirc=new Circulo();. Se você tivesse declarado um objeto da classe String, já definida na linguagem, e depois fizesse sua alocação, o código seria semelhante ao seguinte:
String umastring;
umastring=new String("Valor inicial");
A diferença com a alocação do objeto Circulo é que entre os parênteses incluem um argumento "Valor inicial", isto ocorre porque a linguagem permite que você aproveite a alocação de um objeto para inicializar alguns de seus atributos, isto será explicado em 1.2.6.CONSTRUTORES. Neste nosso programa, os atributos contidos na área de memória alocada por new, são alterados de outra forma.
Coleta automática de lixo:
A desalocação do objeto é feita pela linguagem, ("automatic garbage collection"), você não precisa se preocupar com ela. Após o fecha chaves de main, a memória do objeto umcirc já pode ser liberada, o que normalmente não ocorre de imediato, pois o ambiente da linguagem executa um "tread" em baixa prioridade que libera de tempos em tempos os espaços inutilizados de memória, tirando proveito por exemplo de eventuais pausas de iteração do usuário com o programa. Por executar em um "tread" entenda paralelamente ou quase paralelamente, voltaremos a este tópico mais adiante. Acesso aos atributos e métodos e alterações dos atributos:
O acesso aos atributos da variável (objeto) umcirc deve ser feito usando o nome do objeto e o nome do atributo deste, separados por um ponto: umcirc.raio=10.0; . Note que raio sozinho não faz sentido no programa, precisa-se especificar de que objeto se deseja alterar ou obter o raio.
A sintaxe de chamadas de métodos é semelhante a sintaxe descrita acima, só que ao envés de nome do atributo temos o nome do método seguido dos parênteses que podem conter zero ou mais argumentos. Volte ao primeiro programa (HelloInternet) e verifique a declaração do método main, onde chamamos o método println() para o objeto System.out . Imprimindo variáveis do tipo float e inteiro (int) na tela:
O argumento de println que conhecemos é uma única variável do tipo String, no entanto o código acima mistura nos argumentos desse método os seguintes elementos: Strings: "(", operadores : +, e variáveis float: umcirc.y. Fica muito fácil de você entender porque isto funciona se pensar que + é também operador de concatenação de Strings e que os argumentos int ou float e de outros tipos básicos desse método são convertidos para Strings.
Importante aos que não programam em C ou C++, os operadores = e ==:
Em Java, C, e C++ o operador = (igual) tem a função de atribuição e o operador == (igual igual) tem a função de comparação entre valores, retornando o valor booleano verdadeiro se estes valores forem idênticos. Alguns podem não achar esta escolha de operadores sensata, principalmente os matemáticos, mas com um pouco de uso da linguagem ela se tornará automática.
CURIOSIDADE (só para programadores C e C++), eliminação do problema que ocorre em C e C++ com os operadores = e == :
Em C, C++ e também em Java é permitido escrever:
int i,j,k;
i=0;
j=k=i+3; //final, j vale 3, k vale 3 e i continua valendo 0
Essas atribuições em cadeia permitem escrever código mais compacto, elas fazem sentido porque atribuições nessas linguagens possuem valores, assim k=i+3; no final tem o valor de k que é igual a i+3. O valor de j=... .no nosso exemplo é descartado, ignorado pois não há nada a esquerda desta atribuição. Em C e C++ existe um problema grave que é frequentemente uma cilada para os programadores Pascal e outros.
O problema é que nessas duas linguagens (C e C++) não existe o tipo boolean, no lugar deste tipo é usado o tipo int (inteiro), onde 1 significa verdadeiro e 0 falso. Assim em C e C++ (mas não em Java) a==a tem valor 1 com o significado dado pelo programador de true ou verdadeiro, mas a=1+0; também tem como resultado o valor 1, mas agora com o significado inteiro, numérico. O compilador não sabe distinguir entre os significados numérico e booleano.
Essa ambiguidade faz com que programadores (C ou C++) não acostumados com esta convenção de operadores = e ==, incorram no erro de escrever j=1 quando na verdade queriam dizer j==1, mas para o compilador ambas as expressões tem valor inteiro de modo que se esse engano ocorrer num teste de parada de um loop, pode ocorrer que ele nunca pare, pois 1 tem o mesmo valor de true.
Java elimina este tipo de erro introduzindo o tipo boolean com os valores true e false, que não tem nenhuma relação com o tipo int e qualquer outros tipos.
TIPOS BÁSICOS E CONSTANTES OU VALORES LITERAIS (para nossa sorte os tipos básicos são os mesmos para qualquer ambiente de programação Java, porque a linguagem é portável):
char
Caractere UNICODE 16-bit
O tipo char (caractere UNICODE) é representado com 16-bits sem sinal, o que permite endereçar de 0 a 65535. O objetivo desta opção é permitir internacionalização da linguagem, bem como a padronização. Constantes do tipo caractere aparecem entre apóstrofes: a , 1 , $ .
Tabela de caracteres especiais: (ao contrário de C/C++, não existe um caractere especial para o som de beep ou bell )
Representação visual:
Função, significado:
Pula linha, linefeed
Retorno de carro
Backspace
Tabulação
f
Formfeed
Apóstrofe
"
Aspas
Barra inversa
u223d
Caractere unicode
gfa
Octal
fff
Hexadecimal
boolean
Valor true ou false, diferente representação de C++, sem conversão em outros tipos.
O tipo boolean não tem relação nenhuma com outros tipos (coerção). Eliminando problemas que surgiram por exemplo em C++ que usa inteiros para representar valores booleanos. Os possíveis valores são true e false que são os resultado dos testes lógicos .
boolean pertenceAoConjunto; //declara variavel
pertenceAoConjunto=true; //exemplo
byte
Inteiro 8-bit , complemento de 2, faixa:-128 até 127
short
Inteiro 16-bit, complemento de 2, faixa:-32768 até 32767
int
Inteiro 32-bit, complemento de 2, faixa:-2147483648 até 2147483647
long
Inteiro 64-bit, compl. de 2, faixa:-9223372036854775808 até 9223372036854775807
Não existem especificadores de tipos como unsigned, todos os tipos "inteiros" tem sinal. Valores literais: O que você vê nem sempre é o que você tem: Um valor como 299792458 é considerado int como padrão, se você quer atribuir esta constante a um long, faça o "type cast" explicitamente:
long a;
a=(long)299792458; //a recebe PI
Ou então use uma terminação em L para indicar que o número deve ser representado como long:
long a=299792458L; //ou L minusculo
Para indicar valores octais anteceda-os com um zero: 0444 , já para valores hexadecimais anteceda-os com 0X ou 0x,
exemplo: 0xBCD4
float
Ponto flutuante 32-bit IEEE754
double
Ponto flutuante 64-bit IEEE754
Um valor como 3.14159265 é considerado double como padrão, se você quer atribuir esta constante a um float, faça o type cast explicitamente:
float a;
a=(float)3.14159265; //a recebe PI
Ou então usar uma terminação em f para indicar que o número deve ser representado como float:
float a=3.14159265f //ou F maiusculo
Expoentes podem ser escritos usando o caracter e ou E: 6,02E23 ou 1.380658e-23 . Onde e-1, significa multiplicado por dez elevado a menos 1 ou *0.1. O separador de casas decimais é o ponto.
Apesar de todas estas regras para uso de valores literais, quando dois números de tipo diferentes como double e int são usados em um calculo do lado direito de uma atribuição, você não precisa fazer o type cast desses valores. O compilador promove o número do tipo mais fraco para o tipo mais forte antes de fazer o calculo. Você pode desejar fazer o type cast do resultado, para atribuir a uma variável long por exemplo.
1.2.3. ATRIBUTOS E MÉTODOS
Os métodos determinam o comportamento dos objetos de um classe. Quando um método é invocado, se diz que o objeto está recebendo uma mensagem (para executar uma ação). Programas complexos formam conjuntos de objetos que trocam mensagens entre si gerenciando inclusive os recursos do sistema.
O programa a seguir exemplifica chamadas de métodos, para tal define um objeto que serve como contador, a implementação representa a contagem no atributo num que é um número inteiro. Os métodos são simples: incrementa adiciona um ao contador em qualquer estado e comeca inicializa a contagem em zero. Decrementa faz o oposto de incrementa.
//Classe Contador, arquivo Contador.Java
public class Contador {
public int num; //este é o atributo
//numero do contador
public void incrementa()
//incrementa contador
{
num=num+1; //acesso ao atributo
}
public void decrementa()
//decrementa contador
{
num=num-1;
}
public void comeca(int n)
//comeca a contar
{
num=n;
}
}
//Classe principal, Arquivo Princ.Java
public class Principal {
public static void main(String args[]) {
Contador umcont;
//declaracao de atributo contador
umcont=new Contador();
//alocacao
umcont.comeca(0);
System.out.println(umcont.num);
umcont.incrementa();
System.out.println(umcont.num);
}
}
0
1
Máquinas de estados:
Olhando para o desenho contido no canto direito superior do arquivo da Classe contador, você consegue imaginar este
contador como uma máquina de estado? O uso de objetos como máquinas de estados é um dos conceitos que
exemplificaremos deste texto.
Sintaxe de declaração de métodos:
A sintaxe simplificada para a declaração de métodos de uma classe é:
Uma diferença do uso de funções comuns em linguagens não orientadas a objetos e do uso de métodos é que como o método está definido na classe, ele ganha acesso direto aos atributos, sem precisar usar o "ponto", exemplo um_objeto.atributo;. Lembre-se que as chamadas de métodos em um programa já se referem a um objeto específico, embora os métodos sejam definidos de uma forma geral e parametrizada para toda a classe. Volte agora ao método main e verifique sua sintaxe.
this:
this é uma palavra chave usada num método como referência para o objeto corrente, ela tem o significado de: "o objeto para o qual este trecho de código está sendo executado".
Suponha uma classe que possui a seguinte declaração de atributo: public int qualquer; . Se quisermos em um método desta classe alterar o atributo qualquer para o valor 3, basta escrever qualquer=3; , mas este código escrito dentro de um método da classe que declara qualquer, é totalmente equivalente a this.qualquer=3; , sendo o último uma opção mais clara e capaz de eliminar ambiguidades entre os nomes dos atributos de uma classe e os nomes dos argumentos de um dos métodos desta (quando estes nomes forem iguais). O uso de this também é válido fazer para chamadas de métodos para o objeto corrente.
Sintaxe de chamada ou acesso a métodos:
A sintaxe de chamada ou acesso à métodos é semelhante a sintaxe de acesso aos atributos, com exceção dos parênteses que contém a lista de argumentos da função que implementa o método, mesmo que a lista seja vazia eles devem estar presentes: umcontador.incrementa();. Primeiro insere-se o nome do objeto e depois a chamada da função, estes são separados por um ponto. Cuidado para não esquecer os parênteses em programas futuros, este é um erro bastante comum.
Nova versão do programa Circulo:
Agora reapresentaremos o programa Circulo baseado no exemplo 1.2.2, porém um pouco mais complicado:
Método move:
O método move altera as coordenadas do objeto. O objeto tem suas coordenadas x e y somadas com os argumentos dessa função. Note que este método representa uma maneira mais segura, clara, elegante de alterar as coordenadas do objeto do que acessá-las diretamente da seguinte forma: ac.x+=dx;. ac.y+=dy;. Lembre-se que ac.x+=dx é uma abreviação para ac.x=ac.x+dx;.
Método mostra:
O método mostra imprime na tela, de forma compacta, os atributos do objeto.
//Classe circulo
public class Circulo {
public float raio;
public float x;
//posicoes em coordenadas cartesianas
public float y;
public void move(float dx,float dy)
//move o circulo de lugar
{
this.x+=dx;
y+=dy;
}
public void mostra()
//imprime na tela estado do objeto
{
System.out.println("("+x+","+y+","+raio+")");
}
} //fim da declaracao da classe
//Classe principal, Arquivo Principal.Java
class Principal {
public static void main(String args[]) {
Circulo umcirc;
//declaracao de atributo circulo
umcirc=new Circulo();
umcirc.x=0;
umcirc.y=0;
umcirc.raio=12;
umcirc.mostra();
umcirc.move(10,10);
umcirc.mostra();
umcirc.x=100;
umcirc.mostra();
}
}
(0,0,12)
(10,10,12)
(100,10,12)
Como funcionam no compilador as chamadas de métodos:
É possível imaginar que as definições de métodos ocupam um grande espaço na representação interna dos objetos, mas lembre-se que elas são todas iguais para uma classe então basta manter para cada classe uma tabela de métodos que é consultada no momento da chamada . Os objetos só precisam ter uma referência para esta tabela.
1.2.4. MÉTODOS QUE RETORNAM VALORES.
Até agora só havíamos visto métodos com valor de retorno igual a void. Um método, assim como uma função comum, pode retornar um único elemento de qualquer tipo, inclusive os definidos pelo usuário ou seja: objetos. Sendo assim, sua chamada no programa se aplica a qualquer lugar onde se espera um tipo igual ou equivalente ao tipo do seu valor de retorno, seja numa lista de argumentos de outro método , numa atribuição ou num operador+ em System.out.println( variavel+chamada_de_metodo_que_retorna_valor);
Classe trava:
O estado da trava é representado no atributo public boolean travado; e pode ser obtido através de uma chamada ao método estado(). Este exemplo é bastante simples e não tem a pretensão de ser uma implementação completa de uma classe que modele uma trava que possa ser usada para evitar o acesso a um arquivo, por exemplo.
public class Trava {
public String quem;
public boolean travado;
public void atrave(String q)
//move o circulo de lugar
{
this.travado=true;
this.quem=q;
}
public void adestrave(String q)
{
this.travado=false;
this.quem=q;
}
public boolean estado()
//estado(true/false) do objeto
{
return travado;
}
}
//Classe principal, Arquivo Principal.Java
public class Principal {
public static void main(String args[]) {
Trava umatrava;
umatrava=new Trava();
umatrava.atrave("ProgramaPrincipal");
System.out.println(umatrava.estado());
umatrava.adestrave("ProgramaPrincipal");
System.out.println(umatrava.estado());
}
}
true
false
//COMENTARIOS
A classe trava é demasiadamente simples, mas se não o fosse não estaria na parte introdutória deste tutorial. Esta classe acaba tendo a funcionalidade de uma variável booleana e o custo de um objeto, mas neste ponto cabe a você estender este modelo para representar uma trava de arquivo (armazena o nome e "path" deste) ou uma trava de um objeto, evitando que este seja alterado.
1.2.5. COMPARAÇÃO COM UM PROGRAMA EM PASCAL
Este exemplo de programa em Java é semelhante ao exemplo da classe Circulo de 1.2.2 ATRIBUTOS, ele será comparado com um programa escrito em Pascal, além disso introduzimos um novo método chamado inicializa e métodos public float retorna_raio(void); e void altera_raio(float a). inicializa coloca o ponto nas coordenadas passadas como seus argumentos. A introdução deste método prepara a explicação sobre construtores dada no próximo tópico: 1.2.6. Para melhor entendimento leia os exemplos anteriores com a classe Circulo.
Java: Programa exemplo círculo, baseado no exemplo de 1.2.2 ATRIBUTOS:
//Classe circulo
public class Circulo {
public float raio,x,y;
public void inicializa(float ax,float ay,float ar)
Disposição dos métodos e atributos na declaração de uma classe:
Em uma declaração de uma classe normalmente se coloca a declaração de métodos depois da declaração dos atributos, porém podemos fazer intercalações ou adotar qualquer ordem que nos convenha.
Uma boa técnica de programação, que aconselhamos você adotar em seus programas é usar linhas de comentários para delimitar uma área do código de suas classes que englobe tudo o que interessa a um usuário desta. Nestes programas exemplos praticamente tudo é de interesse de um usuário (cliente) de sua classe, mas nos exemplos mais avançados isto não será verdade.
Comentários:
Observe que o método mostra chama o método public float retorna_raio(void) que é da mesma classe. Fica claro da definição de mostra que this.retorna_raio() se aplica ao mesmo objeto instanciado que recebeu a chamada de mostra. Isto foi feito somente para revelar que chamadas aninhadas de métodos também são permitidas, pois nesse caso esta chamada de método poderia ser substituída pelo próprio atributo raio, o que seria mais eficiente.
Programação orientada a objetos e interfaces gráficas com o usuário:
Existem "libraries" de classes que permitem o programador C++ desenvolver aplicações para ambientes como o Microsoft Windows(r) de uma maneira bastante abstrata, este é um exemplo claro de reuso de código, afinal não é preciso saber de detalhes da interface para programar nela.
Na segunda parte falaremos sobre a "Java Aplication Programming Interface" que permite programar de maneira bastante abstrata sistemas de interfaces gráficas com o usuário seja para aplicações para a internet (rodando em browsers) ou para sistemas como o Windows( ou Mac/Os( e X-Windows( .
As classes em Java são compostas de atributos e métodos. Para executar uma ação sobre o objeto ou relativa a este basta chamar um método : ac.mostra(); O método não precisa de muitos argumentos, porque é próprio da classe e portanto ganha acesso aos atributos do objeto para ao qual ela foi associado:
public float retorna_raio(void)
{ return raio; //tenho acesso direto a raio. }
{ COMEntArios Pascal: }
Em Pascal os procedimentos e os dados são criados de forma separada, mesmo que só tenham sentido juntos. A junção entre os dados e procedimentos se dá através de passagem de parâmetros. No caso de uma linguagem procedural, o que normalmente é feito se assemelha ao código seguinte: Move(ac,1.0,1.0);. Nesse caso AC é um "record", algo semelhante ao struct de C (não C++). Move, acessa os dados do "record" alterando os campos. O parâmetro é passado por referência e o procedimento é definido a parte do registro, embora só sirva para aceitar argumentos do tipo Circulo e mover suas coordenadas.
Segurança:
Em ambos programas (Pascal, Java) o programador pode obter acesso direto aos dados do tipo definido pelo usuário: ac.x:=100.0; (Pascal) ou ac.x=100.0; (Java).
Veremos em 1.5 ENCAPSULAMENTO maneiras de proibir este tipo de acesso direto ao atributo, deixando este ser modificado somente pelos métodos. Isto nos garante maior segurança e liberdade pois podemos permitir ou não o acesso para cada atributo de acordo com nossa vontade.
Eficiência:
Alguém pode argumentar que programas que usam bastante chamadas de métodos podem se tornar pouco eficientes e que poderia ser melhor obter acesso direto aos dados de um tipo definido pelo usuário ao envés de passar por todo o trabalho de cópia de argumentos, inserção de função na pilha, etc.
Em verdade não se perde muito em eficiência, por que tal metodologia de programação nos leva a organizar o código de maneira mais compacta. E além disso muitas vezes não se deseja permitir sempre o acesso direto aos dados de um tipo definido pelo usuário por razões de segurança.
1.2.6. CONSTRUTORES
Construtores são métodos especiais chamados pelo sistema no momento da criação de um objeto. Eles não possuem valor de retorno, porque você não pode chamar um construtor para um objeto, você só usa o construtor no momento da inicialização do objeto. Construtores representam uma oportunidade de inicializar seus dados de forma organizada, imagine se você esquece de inicializar corretamente ou o faz duas vezes, etc.
Um construtor tem sempre o mesmo nome da classe a qual pertence. Para a classe String, pré-definida na linguagem o construtor tem a forma String("Constante do tipo String"); com o argumento entre aspas que é especificado pelo programador. Ele seria chamado automaticamente no momento da criação, declaração de uma String, sem necessidade de uso do nome do construtor como método, apenas dos argumentos:
String a;
a=new String("Texto"); //alocacao e inicializacao atraves do construtor
a.mostra(); //mostra so pode ser chamada depois do construtor
Nos exemplos anteriores também usávamos construtores no momento de inicializar nossos objetos, só que eles não possuíam argumentos.
Existem variações sobre o tema que veremos mais tarde: sobrecarga de construtor, "copy constructor", construtor de corpo vazio. O exemplo a seguir é simples, semelhante aos anteriores, preste atenção no método com o mesmo nome que a classe, este é o construtor:
//Classe ponto
public class Ponto {
public float x,y;
public Ponto(float ax,float ay) // sempre omita o valor de retorno!
//garante o estado do objeto
{
this.x=ax; this.y=ay;
}
public void move(float dx,float dy)
{
this.x+=dx; this.y+=dy;
}
public void mostra()
{
System.out.println("("+this.x+","+this.y+")");
}
}
//Classe principal, Arquivo Principal.java
public class Principal {
public static void main(String args[]) {
Ponto ap;
ap=new Ponto((float)0.0,(float)0.0);
ap.mostra();
ap.move(1,1);
ap.mostra();
ap.x=100;
ap.mostra();
}
}
(0,0)
(1,1)
(100,1)
//COMENTARIOS:
Note que com a definição do construtor, você é obrigado a passar os argumentos deste no momento da alocação do objeto. Se você precisa ter a opção de não passar esses valores ou passar outros, as possíveis soluções serão dadas em 3. (float)0.0 indica que é para ser feita a conversão de 1.0 para ponto flutuante. 1.0 sozinho é considerado double. (int)1.0 é igual a 1. (int) 2.3 é igual a dois. Esta operação indicada por (nometipo)tipo_a_ser_convertido é também chamada de "type cast".
A ocorrência de rotinas de criação de objetos em diversos locais de um programa é muito comum. Objetos podem ser criados dentro de estruturas condicionais, armazenados em arquivos, passados como parâmetros, inseridos em estruturas dinâmicas dentro de outros objetos, etc.
1.2.7. CONSTRUTORES E AGREGAÇÃO
Este exemplo é o resultado do exercício anterior (exercício 4 tópico CONSTRUTORES), ele cria uma classe Reta com dois atributos da classe Ponto. Ou seja você estará reutilizando a classe Ponto na classe que representa uma Reta, a forma como essa reutilização de código ocorre é chamada de agregação.
O nome reutilização de código é bastante apropriado, pois a classe Reta estará utilizando todos os métodos escritos para a classe Ponto. Em casos como este é comum dizer que a classe Reta é cliente da classe Ponto em uma analogia com as relações comerciais.
Este programa busca chamar sua atenção para o fato de que objetos são alocados dinamicamente e que caso você se esqueça de alocá-los, eles ficam possuindo o valor null. Obter acesso a uma variável com valor null é um erro que geralmente é verificado em tempo de execução.
Nos programas anteriores alocar os objetos era fácil, mas agora que temos objetos funcionando dentro de outros objetos há necessidade de adotar técnicas melhores. Veremos a seguir duas alternativas para alocar os atributos Ponto presentes na classe Reta:
Alternativa 1:
Primeiro aloca-se o objeto da classe Reta, depois chama-se para cada atributo da classe Ponto a rotina de alocação:
Reta r1;
r1=new Reta();
r1.ponto1=new Ponto((float)1.0,(float)2.0);
r1.ponto2=new Ponto((float)3.0,(float)4.0);
Esta alternativa é em muitos casos pior que a seguinte.
Alternativa 2:
Passamos para o construtor da classe Reta a tarefa de alocar e inicializar os atributos de forma coerente. Os argumentos do construtor da classe Reta passam a conter valores úteis para a chamada dos construtores de seus atributos. Esta alternativa é executada pelo programa a seguir:
//Reutilize o arquivo da classe Ponto definida anteriormente.
//Classe Reta
class Reta {
public Ponto a,b;
public Reta(float ax,float ay,float bx,float by)
{
a=new Ponto(ax,ay); //chamadas dos contrutores da classe Ponto
Alguns podem argumentar que esta maneira de representar uma reta não é muito eficiente, mas não é do escopo deste texto tratar de problemas dessa natureza, o que aliás complicaria muito o código , desviando-nos do objetivo principal: simplicidade na apresentação de conceitos de orientação a objetos. O leitor deve ampliar os modelos aqui sugeridos em aplicações na sua área de interesse. Como ainda faltam conceitos importantes para serem apresentados este tipo de aplicação deve ser feita em paralelo com a leitura.
1.2.8. DESTRUTORES OU "finalizers"
A presença de coleta automática de lixo torna o conceito de destrutores um pouco diferente de seus equivalentes em outras linguagens orientadas a objetos. Em Java destrutores são métodos chamados pelo sistema quando a memória de um objeto está para ser liberada pelo coletor automático de lixo (não quando está para ser coletada). A sintaxe dos destrutores é a seguinte:
protected void finalize() {
//codigo para arrumar a casa, antes que o objeto seja apagado
}
Note que o que caracteriza o construtor é ter o mesmo nome da classe, já o destrutor é caracterizado por possuir o nome finalize. Você pode chamar o destrutor, mas isso não implica que o objeto será deletado. Ao contrário dos construtores, os destrutores não tem argumentos, mas possuem valor de retorno que é igual a void.
Os destrutores são muito úteis para "limpar a casa" quando um objeto deixa de ser usado. Um exemplo bastante comum do uso de destrutores é o de um objeto que lida com arquivos que devem ser fechados quando o objeto for destruído. Existem outros casos onde um objeto deve comunicar aos outros objetos que será inutilizado, destruído, ou seja : sairá do programa.
Em Java, que possui coleta automática de lixo, um objeto passa a não existir mais no programa quando nenhuma variável faz referência a ele. Nesse ponto, ele é armazenado no coletor automático de lixo, onde receberá o tratamento adequado. Um nó de uma lista ligada pode ser apagado simplesmente fazendo o nó anterior apontar para o posterior a ele. Os programadores não acostumados com esse conceito precisam ouvir a seguinte frase: "Você não é obrigado a liberar explicitamente a memória de um objeto como é feito em C++ e outras linguagens".
Se estivéssemos por exemplo em C++, que não possui coleta automática de lixo, o destrutor seria chamado sempre que a memória de um objeto fosse desalocada, o que é feito pelo programador através de uma chamada a delete nomedoobjeto(); .
Em Java a liberação de memória que é feita pelo coletor automático de lixo que é executado de modo assíncrono com o restante do programa, ou seja você não pode contar com o fato de que o destrutor será chamado imediatamente após o momento em que seu objeto sai de escopo, a não ser que o programa seja executado com o modo assíncrono do coletor automático de lixo desligado (java -noasyncgc NomePrograma). Na versão beta, você não pode nem mesmo contar com a chamada do destrutor pelo garbage collector, de modo que ele deve ser usado apenas para otimizações do código.
1.3. PONTEIROS, "POINTERS", REFERÊNCIAS E OBJETOS
Alguém pode ter achado estranho que não foram discutidos ponteiros em Java, ocorre que eles não existem nessa linguagem. Existem estudos que afirmam que erros com ponteiros são um dos principais geradores de "bugs" em programas, além disso com todos os recursos que temos não precisaremos deles.
Os programadores acostumados ao uso de ponteiros (e aos erros decorrentes desse uso), acharão muito natural e segura a transição para Java onde passarão a usar principalmente vetores e classes. A estruturação de seu código deverá agora ser feita em um modelo que se baseia no uso de objetos (vetores e Strings também são objetos). Objetos superam a representatividade obtida com records, funções isoladas e ponteiros.
De certo modo você estará usando referências, mas de forma implícita. Por exemplo: objetos são alocados dinamicamente com new, eles são referências ou ponteiros para posições na memória, mas a linguagem mascara este fato por razões de segurançaoõesões . Como objetos são ponteiros (só que transparentes para você), nos depararemos com o problema de reference aliasing quando discutirmos cópia de objetos com outros objetos como atributos.
1.3.1. PASSAGEM POR REFERÊNCIA
Linguagens como Pascal ou C criam meios de passar parâmetros por valor ou por referência. Como Java não possui ponteiros, a passagem por referência deve ser feita através de objetos. Se o parâmetro já é um objeto, então a passagem dele é obrigatoriamente por referência.
No caso de tipos simples, podemos passá-los dentro de vetores que são objetos, ou então criar classes para embalar, empacotar estes tipos. Dada a necessidade destas classes, elas já foram definidas na linguagem. São classes definidas para conter cada tipo básicos e permitir certas conversões entre eles, falaremos destas classes conforme necessitarmos de seu uso. As vezes estas classes são chamadas de "wrappers".
1.3.2. VETORES E MATRIZES
Vetores são objetos, eles possuem papel importante no estilo de programação desta linguagem que exclui ponteiros. Por serem objetos, vetores são obrigatoriamente alocados de maneira dinâmica. O exemplo a seguir aloca um vetor de inteiros com três posições, seguindo uma sintaxe semelhante a de alocação de objetos:
