8. Classes e instâncias; Cadeias de caracteres – Fundamentos de Programação

Classes e instâncias
Cadeias de caracteres

 Arrays multidimensionais
 Estratégias de resolução de problemas
2013/2014 Fundamentos de Programação 2

 Classe
 Modelo para construção de instâncias/objectos que
partilham conjunto de características observáveis
▪ Propriedades
▪ Operações
 Instância/objecto
 Exemplar de classe
 Construído e manipulado durante execução do
programa
 Tem identidade e estado próprios
Não classe-pacote!

 Nome (singular)
 Reflecte o que instâncias da classe representam (e.g.,
Point, Person, Game, Board, Player)
 Nome completa «Each instance of this class is a …»
 Maiúscula inicial (convenção Java)
 Composição básica em Java
 Atributos
 Construtores
 Métodos de instância (e não de classe)
Métodos de
classe são static.

Atributos Variáveis que cada instância da classe possui em exclusivo.
Conjunto de valores dos atributos de uma instância é o seu
estado. Fazem parte da implementação da classe.
Construtores Rotinas cujo objectivo é inicializar novas instâncias da
classe, colocando-as num estado válido. São invocados
como parte do processo de contrução de novas instâncias.
Métodos de instância Métodos que se invocam através de uma instância
particular da respectiva classe. Implementam operações
usadas (a) para aceder a propriedades de uma instância,
(b) para realizar acções sobre essa instância, (c) para
realizar acções sobre terceiros, etc.

 Atributos
 Variáveis possuídas em exclusivo por cada instância de classe
 Conjunto dos seus valores determinam estado de uma instância
 Parte da implementação de uma classe
 Propriedades
 Acessíveis (em Java) através de operações da classe
 Conjunto dos seus valores determinam estado observável de uma
instância
 Parte da interface de uma classe
 Exemplos
 x e y como propriedades (e possivelmente atributos) de Point
 cardinality como propriedade (e atributo) de SetOfInts
 name como propriedade (e atributo) de Person
Uma operação é a interface de
um método de instância, que a
implementa.

public class Point {
private double x;
private double y;
…
public double getX() {
return x;
}
public double getY() {
return y;
}
…
}
public class SetOfInts {
private int[] items;
private int cardinality;
…
public int[] getItems() {
return
Arrays.copyOf(items,
cardinality);
}
…
}
Instâncias de
SetOfInts
{1, 2, 3, 5, 7, 9}
{ }{0, 2, 4}
{-1, 0, 1}
Instâncias de
Point
(2; -2)
(2; 1)
(1; 1) (0; 0)
(1; 7,2)
atributosatributos
propriedadespropriedades
O array items tem ocupados, em
cada instante, apenas
cardinality dos seus itens. Ou
seja, os itens do conjunto são
guardados nos primeiros
cardinality itens do array items.
Porquê a cópia?

 Rotinas que inicializam
uma nova instância de
uma classe
 Inicializam atributos
 Garantem estado inicial
válido
 Uma classe pode ter
vários construtores, mas
com diferentes
assinaturas
public class Point {
private double x;
private double y;
public Point() {
x = 0.0;
y = 0.0;
}
public Point(final double x,
final double y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
…
}
this: usado para desambiguar
quando variáveis locais (e.g.,
parâmetros) tiverem mesmo
nome que atributos.

 Operador new
 Constrói novas instâncias
 Invoca construtor que inicializa a instância
 Exemplos
 new Point()
 new Point(1.0, -2.0)
public Point() {
x = 0.0;
y = 0.0;
}
public Point(final double x,
final double y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
1,0
-2,0

 São referências!
 Têm tipo/classe associado
 Referem ou apontam instância desse tipo/classe
 Podem não referenciar nada: valor null
 Exemplo:
 Point point = new Point(3.0, 4.0);
definição da referência construção da instância
point
x = 3,0
y = 4,0
: Point
inicialização da referência

 Tipos primitivos (int, double, etc.)
 Variáveis guardam valor desse tipo
 Atribuição altera valor guardado
 São tipos de valor
 Classes e arrays
 Variáveis guardam referência para instância dessa
classe (ou classe compatível)
 Atribuição altera referência guardada
 Atribuição não altera instância referenciada
 São tipos de referência

Variáveis que
guardam
referências.
Tipos de valor (int, boolean, etc.)
int a = 7;
int b = a;
int c;
Tipos de referência (arrays,
classes)
Point a =
new Point(3.0, 4.0);
Point b = a;
Point c;
7
a
7
b
0
c
Excepto no caso
de variáveis locais.
Variáveis locais
têm sempre de ser
inicializadas
explicitamente.
a
b
null
c
Excepto no caso
de variáveis locais.
Variáveis locais
têm sempre de ser
inicializadas
explicitamente.
: Point
x = 3,0
y = 4,0
Variáveis que
guardam valores.

Tipos de valor (int, boolean, etc.)
int a = 7;
int b = a;
classes)
Point a =
Point b =
Point c = b;
7
a
7
b
a
c
: Point
x = 3,0
y = 4,0b
: Point
x = 3,0
y = 4,0
a == b? Não!
c == b? Sim!
a == b? Sim!
Operador ==
verifica se
valores são
iguais!
Operador == verifica se
referências são iguais!
Ou seja, verifica se se
referem à mesma
instância!

 Atributos de classes e itens de arrays de tipos
primitivos inicializados com valor por
omissão:
 int → 0
 double → 0.0
 boolean → false
 …
 Atributos de classes e itens de arrays de tipos
de referência inicializados com null

 Operações realizam-se sobre instância da
classe
 Métodos são implementação de operações
 Operações podem ser
 Funções – Calculam e devolvem um resultado
 Procedimentos – Realizam uma acção

 Função
 Conjunto de instruções, com interface bem definida,
que efectua um dado cálculo
 Devolve um resultado
 Não deve efectuar qualquer alteração ao estado do
objecto ou do mundo
 Procedimento
 Conjunto de instruções, com interface bem definida,
que realiza uma determinada acção (normalmente
alteram o estado da instância ou do mundo)
 Não devolve um resultado

 Inspectores (funções) – Acedem às propriedades
da instância
 Modificadores (procedimentos) – Agem sobre a
instância, modificando-a
 Funções não inspectoras – Acedem às
propriedades de terceiros
 Procedimentos não modificadores – Agem sobre
terceiros

public class Nome {
private tipo atributo;
…
public tipo nome(parâmetros) {
instruções
…
return expressão;
}
…
}
implementação
interface
os atributos não devem ser
modificados pela função

public class Nome {
private tipo atributo;
…
public void nome(parâmetros) {
instruções
…
}
…
}
implementação
interface
os atributos podem ser
modificados pelo procedimento

public class Calculator {
private double value;
public Calculator() {
value = 0.0;
}
public double getValue() {
return value;
}
public void setValue(
final double newValue)
{
value = newValue;
}
public void clear() {
value = 0.0;
}
public void add(final double term)
{
value += term;
}
…
}
Calculator c = new Calculator();
c.clear();
c.setValue(5);
c.add(10);
c.getValue();
c

Classe
 Molde para construção de instâncias
public class Calculator {
private int value;
public Calculator() {…}
public int value() {…}
public void clear() {…}
…
}
Classe-pacote
 Conjunto de métodos de classe
relacionados e empacotados num
módulo
final public class Math {
private Math() {…}
public static
double sin(double angle) {…}
public static
double sqrt(double value) {…}
…
}

 Representa cadeias de caracteres
 Instâncias imutáveis, i.e., estado observável
não muda após construção
 Valores literais
 Caracteres entre aspas
 São referências para instâncias
Instâncias do tipo
String
"Não é
tramado, se
praticarem!"
"FP não é tramado"
"FP…"

 Utilizar cadeias de
caracteres literais
optimiza memória e
aumenta eficiência
 Evitar construir novas
instâncias
explicitamente
 Exemplo a evitar
String name =
new String("Mário");
String name = "Mário";
"Mário"
«Mário»
: String
name
valor literal (referência
para instância de String
pré-construída)

 Comprimento
 final int length = name.length();
 Caractere em determinada posição
 final char lastCharacter = name.charAt(4);
«Mário»
: String
name
‘M’ ‘á’ ‘r’ ‘i’ ‘o’
0 1 2 3 4
: String
5
length
‘o’
lastCharacter

 Inicialização
 String name = "Mário Sá";
 Subcadeia
 String firstName = name.substring(0, 5);
 String lastName = name.substring(6);
name
‘M’ ‘á’ ‘r’ ‘i’ ‘o’ ‘ ’ ‘S’ ‘á’
0 1 2 3 4 5 6 7
firstName lastName
‘S’ ‘á’
0 1
‘M’ ‘á’ ‘r’ ‘i’ ‘o’
0 1 2 3 4

 Concatenação
 final String newName = firstName.concat(" Pi");
 Concatenação simplificada (operador +)
 final String newName = firstName + " Pi";
firstName
‘M’ ‘á’ ‘r’ ‘i’ ‘o’
0 1 2 3 4
newName
‘M´ ‘á’ ‘r’ ‘i’ ‘o’ ‘ ’ ‘P’ ‘i’
0 1 2 3 4 5 6 7

Tipos primitivos (int, boolean,
etc.)
int a = 7;
int b = a;
classes)
String a = "A";
String b = "A";
String c =
new String("A");
String d = c;
7
a
7
b
a
c
b
a == b? Sim!
a == c? Não!
c == d? Sim.
a.equals(b)? Sim.
a.equals(c)? Sim!
c.equals(d)? Sim.
a == b? Sim!
Operador ==
verifica se
valores são
iguais!
Operador == verifica se
referências são iguais!
Ou seja, verifica se se
referem à mesma
instância!
“A”
"A"
“A”
d

 Classes e instâncias
 Instanciação
 Membros
▪ Propriedades vs. atributos
▪ Operações vs. métodos
▪ Construtores
 Funções vs. procedimentos
 Tipos de referência vs. tipos de valor
 Tipos primitivos vs. restante tipos (em Java)
 Igualdade vs. identidade
 Cadeias de caracteres com a classe String

 Classes e instâncias
 Cadeias de caracteres

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