Programação orientada a objetos: herança

Programação orientada a objetos: herança
© 2012 Ivan L. M. Ricarte

Prof. Dr. Ivan Luiz Marques Ricarte

1

Considerações iniciais sobre o ensino da
programação orientada a objetos

Enfatizar, desde o início, o ensino da

programação voltada para as boas

http://ingenieriainformatica.info/
práticas, fundamentadas em ocultar
e encapsular os dados que
representam um item de
informação.

2

Considerações iniciais sobre o ensino da
programação orientada a objetos

Fazer com que o aluno realize, por meio da programação
orientada a objetos, o Princípio de Eric S. Raymond:

Smart data
structures and dumb
code works a lot
http://lwn.net/2000/features/ESR/

better than the other
way around.

3

Objetivos

Entender o que é herança.

Relacionar herança com os conceitos da programação orientada

a objetos previamente estudados.

Conhecer os mecanismos da linguagem de programação C++
para a realização da herança.

Estabelecer as bases para a apresentação do conteúdo da
programação genérica (polimorfismo) em C++.

4


CONCEITOS PRELIMINARES

5

Encapsulação

“Ato de encapsular, rodear de uma cápsula.”

Cápsula: estojo.

http://magistralfarma.blogspot.com.br/2011/04/farmacia-de-manipulacao-por-onde.html
6

Encapsulação em C++

Definição de uma classe:

• Congrega atributos e métodos (funções membro).

• Tratados como uma unidade (objeto).

Data hoje(5,10,2012);

dia: 5
mes: 10
ano: 2012

7

Ocultação

“Ato ou efeito de ocultar.”

http://corcodilos.com/
Ocultar: não deixar ver ou não
contar; encobrir; esconder.

8

Ocultação em C++

Especificadores de escopo:

• private para atributos.

• public para métodos da
interface pública.

9

Composição

“O que resulta da reunião das partes componentes; todo.”

http://www.odec.ca/projects/2006/stag6m2
http://www.circuitstoday.com/
http://www.westfloridacomponents.com/
http://www.shopdatacenter.com/computer-hardware/
http://news.thomasnet.com/ 10

Composição em C++

Classes existentes utilizadas para definir novas classes:

11

Os pilares da programação orientada
a objetos

http://gestaoeevolucao.blogspot.com.br
Ocultação

Composição

Encapsulação

12


O pilar que completa a programação orientada a objetos
HERANÇA

13

O que é herança?

“Em programação orientada a objetos, ação de passar as
características de uma classe ou tipo de dado para outro,

chamada de descendente.” Michaelis Moderno Dicionário da Língua Portuguesa

“Herança: Uma classe pode ser derivada de outra classe, que é
chamada de classe básica da classe derivada. A classe derivada
herda as propriedades de suas classes básicas, inclusive seus
membros de dados e suas funções membros.”
Margaret Ellis e Bjarne Stroustrup.

14

O que é herança?

“Um recurso das linguagens de programação orientadas a objetos com
o qual classes podem ser especializadas, a partir de superclasses mais

gerais. Os atributos e as definições de métodos das superclasses são
automaticamente adquiridos por uma subclasse.” Craig Larman

“Herança é um princípio de orientação a objetos, que permite que
classes compartilhem atributos e métodos, através de "heranças". Ela
é usada na intenção de reaproveitar código ou comportamento
generalizado ou especializar operações ou atributos.” Wikipedia

15

Em resumo, herança é...

Uma característica única da programação orientada a objetos.

Principal diferencial deste paradigma de programação em
relação a outros.

Permite definir uma nova classe a partir de outra já existente:

• Classe existente: Base

• Nova classe: Derivada

16

Como usar herança?

Herança não é simplesmente um mecanismo de reuso de código.

• Composição atende bem a essa necessidade.

Herança é um mecanismo de abstração.

• Possibilita a programação genérica (polimórfica).

17

Como usar herança?

“Certamente, é com a herança que você irá repensar
radicalmente sua abordagem de construir sistemas de software.

[Mas] não saber distinguir os distintos significados associados
aos mecanismos de herança já causou dores incalculáveis a
muitos programadores C++.” Scott Meyers

É preciso conhecer bem os recursos associados da
linguagem de programação para evitar problemas na
implementação de sistemas.
18


Herança em C++
DECLARAÇÃO DE CLASSES DERIVADAS

19

Como declarar uma classe derivada
em C++

class Derivada : public Base {

...

};

Base b; Derivada d;

Base Base

Derivada

20

Estrutura da classe derivada

Todos os atributos que são membros da classe base também
fazem parte da classe derivada.

Pessoa p:
nome_

Aluno a:
nome_
ra_

21

Restrições de acesso na classe derivada

No entanto, restrições de visibilidade são preservadas:

nome_ é private de Pessoa!

Como definir e manipular essa parte da informação no objeto da
classe derivada?

22

Construção de objetos da classe derivada

Construtor da classe base é invocado primeiro, depois o da
classe derivada é executado.

Se construtor da classe base demanda argumentos, estes podem
ser indicados na especificação do construtor da classe derivada:

23

O especificador protected

Os especificadores de acesso a membros da classe:

• private: acesso exclusivo a funções membros da própria classe.

• public: acesso permitido a qualquer função.

• protected: acesso permitido apenas a classes derivadas.

24

Como usar protected

Se objeto da classe derivada precisa
manipular atributos definidos na

classe base, esses atributos podem ser
declarados na base como protected.
Mas isso viola o princípio da ocultação
da informação.

protected não deve ser utilizado dessa maneira!

25

Uso recomendado de protected

Classe base define um conjunto de funções membro com
visibilidade protected para uso apenas nas classes derivadas:

26


Herança em C++
A HERANÇA DO COMPORTAMENTO

27

Qual comportamento é herdado na
classe derivada?

Na herança pública, métodos públicos da classe base são também
métodos públicos na classe derivada:

Saída: Ivan Método definido na classe base

Padrão: assinatura, especificação e implementação são herdadas.

28

Extensão

Classe derivada pode incluir novos métodos, não presentes na
interface operacional da classe base:

Interface pública de Aluno inclui
string nome() [de Pessoa]
e
int obtemRA() [de Aluno]

29

Redefinição

Classe derivada pode alterar (especializar) a implementação de um
método especificado na classe base, com a mesma assinatura:

Saída: Academico Ivan

30

Princípios de herança: sumário

Estrutura:
• Ocultação da informação deve ser preservada.

Comportamento (público):
• Método da classe base pode ser integralmente aproveitado
(interface, especificação e implementação).
• Novos métodos podem ser agregados (extensão).
• Implementação de método da classe base pode ser alterada
(redefinição).
– Base para a programação genérica.
31


Herança em C++
RECURSOS PARA A PROGRAMAÇÃO GENÉRICA

32

Motivação

Interesse em tratar objetos de
modo genérico, sem conhecer

seu tipo específico.

Exemplo: Conjunto de Pessoas.

33

Princípio da Substituição de Liskov

Um objeto da classe derivada pode
substituir um objeto da classe base sem

alterar as propriedades desejáveis de um
programa (tarefa executada, correção).

http://ru.wikipedia.org/wiki/
34


Declaração das classes

35

Exemplo de execução
(sem polimorfismo)

Saída:
Lara
Academico Pedro
Professor Ivan

36

Tentativa de tratar objetos
genericamente

Saída:
Lara
Pedro
Ivan

37

Por que falhou?

Um método que é definido em uma classe sem o especificador

virtual não pode ser redefinido em classes derivadas

Se redefinição é permitida, método deve ser declarado como virtual

38

Método virtual

Saída:
Lara
Academico Pedro
Professor Ivan
39

Porque destrutores devem ser
declarados como virtuais

Pessoa p: Aluno a:
nome_ nome_
ra_

Pessoa *p = new Aluno(...);

...

delete p; Se os destrutor em Pessoa não for declarado
como virtual, apenas a implementação da
classe base (Pessoa) será executada.

Vazamento de memória

40

Herança e os diferentes tipos de
métodos públicos
Método simples (sem o especificador virtual):
• Classe derivada não pode redefinir o método – deve preservar a
assinatura, especificação e implementação.

• Comportamento invariante.
Método virtual:
• Classe derivada pode redefinir o método ou utilizar a
implementação padrão.
Método virtual puro: virtual string nome() = 0;

• Classe derivada deve redefinir o método, não há
implementação padrão.
41


Programação orientada a objetos em C++
PRÓXIMOS PASSOS

42

Próximos passos

Explorando o polimorfismo com funções virtuais:
• Não mais repetir “if-else’s” nos métodos de uma classe.

• Não mais repetir trechos de código em métodos de diferentes classes.
Especificação sem implementação:
• Funções virtuais puras, classes abstratas e classes abstratas puras.
• Objetivo: programar pelo contrato, não pela implementação.
Gabaritos (Templates):
• Outro mecanismo para programação genérica, diferente de herança.
• Tipo do objeto não modifica o comportamento.
43

Leituras adicionais

Capítulo 12 Item 35 (herança pública modela “é-um”) Capítulo 12
Programação orientada a Item 37 (redefinir função não virtual) Classes derivadas
objetos: herança Item 44 (entender os significados em
herança)

44


Ivan Luiz Marques Ricarte
ricarte@unicamp.br

45

Programação orientada a objetos: herança

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (20)

Andere mochten auch

Andere mochten auch (20)

Mehr von Ivan Ricarte

Mehr von Ivan Ricarte (20)

Programação orientada a objetos: herança