Classes

Dando continuidade ao paradigma oriatado a objetos vamos aprofundar um pouco e ver o que vem a ser uma classe, seus filhos e que relação é mantida entre eles, vamo la.

Em orientação a objeto, uma classe abstrai um conjunto de objetos com características similares. Uma classe define o comportamento de seus objetos através de métodos e os estados possíveis destes objetos através de atributos. Em outros termos, uma classe descreve os serviços providos por seus objetos e quais informações eles podem armazenar.

Estrutura da classe

Uma classe define estado e comportamento de um Objeto geralmente implementando métodos e atributos, os atributos, também chamados de campos, indicam as possíveis informações armazenadas por um objeto de uma classe, representando o estado de cada objeto. Os métodos são procedimentos que formam os comportamentos e serviços oferecidos por objetos de uma classe.

Outros possíveis membros de uma classe são:

• Construtores – definem o comportamento no momento da criação de um objeto de uma classe.
• Destrutor – define o comportamento no momento da destruição do objeto de uma classe. Normalmente, como em C++, é utilizado para liberar recursos do sistema (como memória).
• Propriedades – define o acesso a um estado do objeto.
• Eventos – define um ponto em que o objeto pode chamar outros procedimentos de acordo com seu comportamento e estado interno.

Encapsulamento

Em linguagens orientadas a objetos, é possível encapsular o estado de um objeto. Em termos práticos, isso se realiza limitando o acesso a atributos de uma classe exclusivamente através de seus métodos. Para isso, as linguagens orientadas a objeto oferecem limitadores de acesso para cada membro de uma classe.

Tipicamente os limitadores de acesso são:

• público (public) – o membro pode ser acessado por qualquer classe.
• protegido (protected) – o membro pode ser acessado apenas pela própria classe e suas sub-classes (também chamadas de classes filhos ou filhas).
• privado (private) – o membro pode ser acessado apenas pela própria classe.

Cada linguagem de programação pode possuir limitadores de acesso próprios. Por exemplo, em Java, o nível de acesso padrão de um membro permite que qualquer classe de seu pacote (package) possa ser acessado. Em C#, o limitador de acesso interno (internal) permite que o membro seja acessado por qualquer classe do Assembly (isto é, da biblioteca ou executável).

No exemplo abaixo,  a classe Pessoa permite o acesso ao atributo _nome somente através do propriedade Nome.

 public class Pessoa {
     public String Nome
     {
         get { return _nome; }
         set { _nome = value; }
     }

     private String _nome;
 }

Herança

A herança é um relacionamento pelo qual uma classe, chamada de sub-classe, herda todos comportamentos e estados possíveis de outra classe, chamada de super-classe ou classe base. É permitido que a sub-classe estenda os comportamentos e estados possíveis da super-classe (por isso este relacionamento também é chamado de extensão). Essa extensão ocorre adicionando novos membros a sub-classe, como novos métodos e atributos.

É também possível que a sub-classe altere os comportamentos e estados possíveis da super-classe. Neste caso, a sub-classe sobrescreve membros da super-classe, tipicamente métodos.

Quando uma classe herda de mais de uma super-classe, ocorre uma herança múltipla. Esta técnica é possível em C++ e em Python, mas não é possível em Java e C#, no entanto estas linguagens permitem múltipla tipagem através do uso de interfaces.

Polimorfismo

Na programação orientada a objetos, o polimorfismo permite que referências de tipos de classes mais abstratas representem o comportamento das classes concretas que referenciam. Assim, um mesmo método pode apresentar várias formas, de acordo com seu contexto. O polimorfismo é importante pois permite que a semântica de uma interface seja efetivamente separada da implementação que a representa. O termo polimorfismo é originário do grego e significa “muitas formas” (poli = muitas, morphos = formas).

Associação

Uma associação é um vínculo que permite que objetos de uma ou mais classes se relacionem. Através destes vínculos é possível que um objeto convoque comportamentos e estados de outros objetos.

As associações podem ser:

• unárias - quando a associação ocorre entre objetos de uma mesma classe.
• binárias - quando a associação ocorre entre dois objetos de classes distintas.
• múltiplas - quando a associação ocorre entre mais de dois objetos.

Cada associação possui características de:

• cardinalidade ou multiplicidade – determina quantos objetos no sistema são possíveis em cada vértice da associação.
• navegação - se é possível para cada objeto acessar outro objeto da mesma associação.

No exemplo de associação unária acima, cada pessoa tem um único pai (cardinalidade 1) e qualquer número de filhos (cardinalidade *). De acordo com a seta de navegação, só é possível navegar para o pai de cada pessoa. Desta forma cada objeto da classe Pessoa consegue acessar seu objeto pai, mas não consegue acessar seus objetos filhos.

Agregação

Tipo de relacionamento com características todo-parte, onde existe um grau de coesão entre o todo e as partes menos intenso, podendo haver certo grau de independência entre eles.

Composição

Tipo de relacionamento com características todo-parte, onde existe um alto grau de coesão entre o todo e as partes, com total grau de dependência entre eles (todo e as partes). Desta forma, se o todo não existir, as partes também não existirão.

Um exemplo de composição é a mão:

Uma mão é composta por dedos. Os dedos compõem a mão.

Não há lógica em existir um dedo sem mão, porém pode-se ter uma mão sem um ou mais dedos

Classes abstratas e concretas

Uma classe abstrata é desenvolvida para representar entidades e conceitos abstratos. A classe abstrata é sempre uma superclasse que não possui instâncias. Ela define um modelo (template) para uma funcionalidade e fornece uma implementação incompleta – a parte genérica dessa funcionalidade – que é compartilhada por um grupo de classes derivadas. Cada uma das classes derivadas completa a funcionalidade da classe abstrata adicionando um comportamento específico.

Uma classe abstrata normalmente possui métodos abstratos. Esses métodos são implementados nas suas classes derivadas concretas com o objetivo de definir o comportamento específico. O método abstrato define apenas a assinatura do método e, portanto, não contém código.

Por outro lado, as classes concretas implementam todos os seus métodos e permitem a criação de instâncias. Uma classe concreta não possui métodos abstratos e, geralmente, quando utilizadas neste contexto, são classes derivadas de uma classe abstrata.