Programação com Objectos

A definição oficial do conteúdo de cada aula pode ser encontrada na página dos sumários mantida pelo Fénix.

Apresentação

Material correspondente à Aula 01.

Objectivos Gerais

A disciplina de Programação com Objectos tem como objectivo que os alunos fiquem a conhecer o paradigma da programação baseada em objectos, assim como as metodologias e tecnologias a ela associadas. Pretende-se que os alunos conheçam as suas vantagens, inconvenientes e limitações.

Assim, parecem ser quatro as principais competências e atitudes que identificam os processos cognitivos internos do aluno, uma vez finalizado o processo educativo:

1. Conhecer e utilizar o paradigma da programação baseada em objectos
2. Conhecer e utilizar a linguagem Java
3. Conhecer e utilizar padrões de desenho
4. Conhecer e utilizar as técnicas de escrita de testes de avaliação para o código produzido

Objectivos Operacionais

As condutas observáveis e mensuráveis, uma vez concluída com sucesso esta disciplina, são:

1. Justificar os princípios da programação baseada em objectos e os conceitos de encapsulamento, abstracção, herança e polimorfismo
2. Explicar como o mecanismo de classes permite codificar, encapsular e esconder informação
3. Comparar as noções de overloading e overriding de métodos
4. Modelar problemas usando uma linguagem baseada em objectos
5. Usar a linguagem Java (programação, teste e depuração) para resolver problemas modelados com objectos
6. Usar a Unified Modeling Language (UML) para representar relações estáticas entre classes (herança, agregação e referência) e de colaboração (diagramas de sequência)
7. Usar uma convenção para os nomes das entidades de um programa durante a codificação
8. Seleccionar e utilizar padrões de desenho no desenvolvimento de aplicações;
9. Programar testes para avaliar código

Programa

Objectos e a Linguagem Java

Os seguintes tópicos correspondem ao paradigma de programação baseada em objectos e à linguagem Java.

• Introdução aos objectos: tudo é um objecto; interface; polimorfismo; tempos de vida
• Tudo é um objecto: definição; longevidade; classes; métodos; programas; regras de codificação
• Instruções de controlo: precedências; atribuição; operadores; moldagem; literais; controlo de execução
• Iniciação e Limpeza; construtores; métodos sobrecarregados; "this"; colector de lixo; iniciação
• Esconder a realização: bibliotecas; acesso aos membros; acesso à classe
• Reutilização: composição; herança; desenvolv. Incremental;palavra reservada "final"; carregamento de classes
• Polimorfismo: ligação na chamada de métodos; carregar vs. substituir; classes abstractas
• Interfaces
• Classes internas
• Excepções: apanhar uma excepção; criar nobvas excepções; "finally"
• Guardar os objectos: vectores; contentores; iteradores; colecções; "list"; "set"; "map"
• Entradas /saídas: a classe "File"; "streams"; compressão; serialização de objectos
• Classe "Class"

Linguagem UML

• Diagrama de classes
• Diagrama de sequência

Padrões de Desenho

• Introdução: como seleccionar um padrão; como usar um padrão
• Padrões Composite, Command, State, Template Method, Decorator, Strategy, Observer, Abstract factory, Bridge, Visitor
• Catálogo de padrões de desenho

Informação Adicional

• Página oficial (Fénix)

Introdução

Material correspondente à Aula 02.

Introdução aos objectos

• O que é um objecto
• Aspectos da captura de características: como capturar a natureza das coisas, tendo em consideração os aspectos de interesse para o fim em causa.

Introdução à programação em Java

• Tipos primitivos: dados atómicos simples;
• Objectos e referências em Java: referências e estruturas compostas;
• Contraste com C/C++: diferenças e semelhanças;
• Organização da memória: zonas e memória e respectiva utilização pelos conceitos da linguagem;
• Definição de classes simples: conceitos de variável e método;
• O uso da palavra reservada static: definição de dados e funções partilhados;
• Convenções de escrita de programas em Java: melhoramento da legibilidade de um programa;
• Escrita e compilação de programas.

Exemplos

• Exemplo simples: "Hello world".

Operadores, Expressões e Controlo de Fluxo

Material correspondente à Aula 03.

Operadores e Expressões

• Apresentação e discussão de operadores, expressões e operações de conversão de tipos primitivos e objectos em Java
• Aspectos relacionados noutras linguagens (C/C++/Smalltalk)
• Método equals
• Casts
• Restrições às operações sobre booleanos

Exemplos

• Exemplos de aplicações simples: atribuição; comparador; conversão para Strings.

Controlo de Fluxo

• if-else
• while, for, do-while
• break, continue, return
• switch-case-default
• Comparação com outras linguagens semelhantes
• Exemplos simples

Construção de Objectos

Material correspondente à Aula 04.

Construção e iniciação de objectos

• Construção e iniciação de objectos em Java;
• Ordem de iniciação de atributos de classes (static) e de objectos.

A Referência this

• Uso como auto-referência
• Sintaxe especial para chamada a múltiplos construtores

Overloading

• Overloading de métodos.

Exemplos

Exemplos de aplicação. Discussão de aspectos problemáticos e comparação com outras linguagens (PHP e C/C++).

Destruição de objectos

Discussão de aspectos relacionados com a destruição de objectos: o caso do Java (comparação com outras linguagens). Este tópico foi discutido na Aula 06.

Aulas 05 e 06: Organização de Código e Packages

Organização de código

• Revisão do conceito de tipo de dados abstracto;
• Organização de código: interface/implementação; separação;

O caso Java

• Packages e bibliotecas;
• Localização de classes: CLASSPATH.
• Controlo de acesso: public, protected, private, "package".
• Comparação com outras linguagens.

Exemplos

• Exemplos de código
• Exemplo completo

Aulas 07 e 08: Herança e Composição

Herança e composição

• Diferenças
• Quando usar cada uma das técnicas
• Discussão de aspectos relacionados com estes conceitos

Exemplos

• Classe Gato como subclasse de Mamífero
• Composição de um Gato a partir de "peças básicas"

Mecanismos do Java

• Chamadas a construtores
• Ordem de iniciação
• Controlo de utilização de atributos e métodos
• A palavra chave final
• Uso de private, protected e public: discussão de aspectos relativos ao uso destas palavras chave
• Funcionamento das referências this e super

Exemplos

• Apresentação e discussão de exemplo completo: classes Evento, RefeiçãoComSopa, Almoço, Jantar, Sopa e Bolo.
• Referências this e super: exemplo prático no contexto da aplicação Evento.

Aula 09: Polimorfismo

Tipos

• Polimorfismo e tipos primitivos
• Polimorfismo e tipos compostos (classes).
• Herança e polimorfismo: upcasting e downcasting.

Organização de Código

• Definição de métodos: overloading vs. overriding
• Selecção do método a invocar: early binding e late binding

Exemplos

• Exemplo simples: Animal, Mamífero, Gato
• Exemplo com vector.

Aula 10: Polimorfismo e Classes Abstractas

Classes Abstractas

• Noção de classe abstracta
• Separação de interface e implementação
• Propriedades
• Polimorfismo e classes abstractas
• Discussão de aspectos problemáticos

Exemplos

• Editor gráfico sem classes abstractas
• Editor gráfico com classes abstractas

Aula 11: Interfaces

Interfaces

• Revisão dos conceitos subjacentes às classes abstractas e suas propriedades
• Princípios e propriedades

Interfaces em Java

• Comparação entre classes abstractas e interfaces

Exemplos

• Exemplos simples em Java e C++ (classes virtuais puras)
• Exemplo completo em Java: Cão, Vigilante, CãoDeGuarda, CãoPastor