Classes e objectos em Java (introdução)

Classes e objectos em Java
(introdução)
PCO / PPO
Departamento de Informática
Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa
Resumo
➡ Uso de classes e objectos em Java
➡
classes e objectos
➡
código cliente vs. código fornecedor
➡
O operador new, métodos construtores
➡
métodos de instância
➡
métodos de instância vs. métodos de classe
➡
modificador de visibilidade public
➡ Exemplos de classes da API do Java
➡
String StringBuilder Scanner Random
2
Classes ? Objectos ?
(intuição da 1ª aula)
Classe
Instâncias
(objectos)
Super-heróis
Homem-aranha, Batman, Hulk,
Spiderman ...
Hora
23:59, 12:00, 5:30, ...
Cursos na FCUL
TIC, Est. Aplicada, ...
➡ Classe: caracterização abstracta de uma entidade.
➡ Objecto: instância de uma classe.
3
Atributos e operações
(intuição da 1ª aula)
Classe
Atributos
Operações
super-poderes()
usa-super-poder(X)
salva-o-mundo()
Hora
horas()
minutos()
acerta-hora(h)
acerta-minutos(m)
...
Cursos na FCUL
nome()
alunos()
cadeiras()
adiciona-aluno(a)
remove-aluno(a)
...
Super-heróis
➡ A uma classe podemos associar atributos e operações.
4
“Hello world!” revisitado
package pco;
public class HelloWorldAgain {
public static void main(String[] args) {
char chSeq[] =
{ 'H', 'e', 'l', 'l', 'o' , ' ',
'w', 'o', 'r', 'l', 'd' , '!'};
String s = new String(chSeq);
for (int i=0; i < s.length(); i++) {
char c = s.charAt(i);
System.out.print(c);
}
System.out.print('\n');
}
}
➡ Uso de um objecto da classe String, definida no pacote
java.lang.
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Definições correspondentes
em java.lang.String
package java.lang;
HelloWorldAgain
new String(chSeq);
s.length()
s.charAt(i)
public class String ... {
...
public String(char[] v) { ... }
...
public int length() { ... }
...
public char charAt(int index) { ... }
...
}
➡ Relação cliente/fornecedor entre classes
➡
➡
código cliente = pco.HelloWorldAgain (utiliza funcionalidade)
código fornecedor = java.lang.String (fornece funcionalidade)
6
Operador new / construtores
package pco;
public class HelloWorldAgain {
public static void main(String[] args) {
char chSeq[] =
{ 'H', 'e', 'l', 'l', 'o' , ' ',
'w', 'o', 'r', 'l', 'd' , '!'};
String s = new String(chSeq);
for (int i=0; i < s.length(); i++) {
char c = s.charAt(i);
System.out.print(c);
}
System.out.print('\n');
}
}
➡
Operador new cria novo objecto da classe String, invocando um
método construtor definido na classe para a inicialização do objecto.
7
Construtores
package java.lang;
public class String ... {
public String(char[] v) { ... }
public int length() { ... }
public char charAt(int index) { ... }
...
}
➡
Um construtor é um método especial para inicializar uma instância da
classe em que está definido.
➡
O constructor tem o mesmo nome que a classe e pode ter vários
argumentos.
➡
Podem existir vários construtores (graças ao mecanismo de
sobrecarga). É esse o caso para String, como podemos verificar na
sua documentação.
8
Métodos de instância
package pco;
public class HelloWorldAgain {
public static void main(String[] args) {
char chSeq[] =
{ 'H', 'e', 'l', 'l', 'o' , ' ',
'w', 'o', 'r', 'l', 'd' , '!'};
String s = new String(chSeq);
for (int i=0; i < s.length(); i++) {
char c = s.charAt(i);
System.out.print(c);
}
System.out.print('\n');
}
}
➡
Após a construção de um objecto, podemos invocar métodos de
instância sobre este.
➡
No exemplo: chamada aos métodos length() e charAt()
9
Métodos de instância
package java.lang;
public class String ... {
public String(char[] v) { ... }
public int length() { ... }
public char charAt(int index) { ... }
...
}
➡
Cada execução de um método de instância tem sempre associado um
objecto (instância) da classe.
➡
Métodos de instância não são declarados com o modificador static.
10
métodos de instância
vs.
métodos de classe (estáticos)
package java.lang;
public class String ... {
public String(char[] v) { ... }
public int length() { ... }
public char charAt(int index) { ... }
...
public static String valueOf(int v) { ... }
}
➡
➡
➡
➡
Métodos de classe (também chamados métodos estáticos)
declarados com a palavra-chave static
globais à classe, pelo que não definem operações sobre uma
instância (objecto) particular da classe
Invocação usa a sintaxe ClassName.methodName(args)
por
exemplo String.valueOf(999)
11
métodos de instância
vs.
métodos de classe (estáticos)
package java.lang;
public class String ... {
...
public static String valueOf(int v) { ... }
public String replace(char oldCh,char newCh) { ... }
}
String s1 = String.valueOf(999); // "999"
String s2 = s1.replace('9', 'A'); // "AAA"
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public
visibilidade “pública”
package java.lang;
public class String ... {
public String(char[] v) { ... }
public int length() { ... }
public char charAt(int index) { ... }
...
}
➡
O modificador public torna a classe String visível (utilizável) por
código cliente em qualquer outro pacote (“package”), para além do
pacote java.lang
➡
HelloWorldAgain no pacote pco pode então referir-se à classe
String no pacote java.lang.
➡
Analogamente, métodos public em String podem ser invocados
por código cliente em qualquer outro pacote.
➡
Em aulas futuras, discutiremos outros modificadores de visibilidade …
13
Exemplo 2:
Leitura de dados com Scanner
package pco;
import java.util.Scanner;
public class ScannerExample {
public static void main(String[] args) {
Scanner s = new Scanner(System.in);
System.out.print("How many values? ");
int n = s.nextInt();
double sum = 0.0;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
System.out.print("Value " + i + "? ");
sum = sum + s.nextDouble();
}
System.out.printf("Result = " + sum);
s.close();
}
}
➡
O programa começa por pedir ao utilizador o número de valores
(n) que deverão ser lidos. Depois lê os valores (de tipo double) e
apresenta no final a sua soma.
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Exemplo 2:
Leitura de dados com Scanner
package pco;
import java.util.Scanner; decl. importação
public class ScannerExample {
public static void main(String[] args) {
Scanner s = new Scanner(System.in); criação
System.out.print("How many values? ");
int n = s.nextInt(); leitura de valor int
double sum = 0.0;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
System.out.print("Value " + i + "? ");
sum = sum + s.nextDouble(); leitura de valor double
}
System.out.printf("Sum = " + sum);
s.close(); fecho
}
}
➡
➡
A declaração import acima é necessária para identificar o
pacote onde está definida a classe Scanner
… já que Scanner não faz parte de java.lang nem de pco
(pacote onde está definido o código cliente neste caso)
15
Exemplo 3:
uso de java.util.Random
public class PiValueUsingMonteCarlo {
y
public static void main(String[] args) {
Random rng = new Random(0);
Scanner s = new Scanner(System.in);
x
System.out.print("How many iterations? ");
int iterations = s.nextInt();
int inside = 0;
for (int i = 1; i <= iterations; i++) {
double x = rng.nextDouble(); // value within [0,1]
double y = rng.nextDouble(); // value within [0,1]
if (x * x + y * y <= 1) {
inside++;
}
}
double approx = 4 * (double) inside / (double) iterations;
System.out.println("Pi approximation : " + approx);
System.out.println("Pi value
: " + Math.PI);
System.out.println("Error
: “
+ Math.abs(Math.PI - approx));
}
}
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Mais sobre String (1)
package pco;
public class OneMoreStringExample {
public static void main(String[] args) {
String a = "aEiOu";
String b = a.toLowerCase();
// "aeiou"
String c = a.toUpperCase();
// "AEIOU"
String d = b + ' ' + c;
// "aeiou AEIOU"
String e = d.replace(' ', ','); // “aeiou,AEIOU”
System.out.println("a: "+ a);
System.out.println("b: "+ b);
System.out.println("c: "+ c);
System.out.println("d: "+ d);
System.out.println("e: "+ e);
}
}
➡
➡
Operador + : concatenação no contexto de objectos de tipo String
(valores/objectos envolvidos convertidos implicitamente p/String).
Nota: os objectos da classe String são imutáveis - o seu conteúdo
não consegue ser modificado após criação; apenas podemos obter
novas strings a partir de outras, ex. via métodos toLowerCase() e
toUpperCase() , replace(), ou uso do operador ‘+’.
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Mais sobre String (2)
(switch-case)
public static void main(String[] args) {
for (String os : args) {
String masterMind;
switch (os) {
case "Linux":
masterMind = "Linus Torvalds";
break;
case "MacOs":
masterMind = "Steve Jobs";
break;
case "Windows":
masterMind = "Bill Gates”;
break;
default:
masterMind = "????";
break;
}
System.out.println(os + " > “ + masterMind);
}
}
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Vectores de referências
package pco;
public class StringVectorExample {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < args.length; i++) {
System.out.println(i + " " + args[i]);
}
String[] argsUC = new String[args.length];
for (int i = 0; i < args.length; i++) {
argsUC[i] = args[i].toUpperCase();
}
for (int i = 0; i < args.length; i++) {
System.out.println(i + " " + argsUC[i]);
}
}
}
➡
➡
•
• • •
"a"
"b" "c"
•
/
•
• • •
"A"
/
/
"B" "C"
Um vector de tipo não primitivo mantém referências a objectos
de determinada classe, no exemplo de tipo String.
No exemplo, operador new cria um vector e inicializa-o com
referências nulas (null), o valor por defeito.
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java.lang.StringBuilder
package pco;
public class StringBuilderExample {
public static void main(String[] args) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append('H');
sb.append('e');
sb.append('l');
sb.append('l');
sb.append(‘o’);
sb.append(" world!");
String s = sb.toString();
System.out.println(s);
}
}
➡
➡
O estado de um objecto StringBuilder vai sendo modificado
progressivamente por forma a “construir” uma string, depois
obtida via toString().
O seu uso é conveniente quando é desejável uma maior
eficiência na construção de strings.
20
String vs. StringBuilder
String s1 = "abc";
String s2 = s1;
s2 = s2.concat("def");
StringBuilder sb1 = new StringBuilder("abc");
StringBuilder sb2 = sb1;
sb2.append("def");
String
s1
•
s2
•
"abc"
StringBuilder
sb1
•
sb2
•
String
StringBuilder
s1
•
"abc"
sb1
•
s2
•
"abcdef"
sb2
•
➡
➡
"abc"
"abcdef"
Funcionamento de variáveis/referências similar ao que já vimos para
vectores.
Objectos StringBuilder são mutáveis (funcionam como
“acumuladores” de caracteres)
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