Objetos e Classes

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FACULDADE DE COMPUTAÇÃO E INFORMÁTICA 
BACHARELADOS EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO E SISTEMAS DE INFORMAÇÃO E 
TECNOLOGIA EM ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS 
Linguagem de Programação I – SEMANA 04 
 
TEORIA: OBJETOS E CLASSES 
 
 
 
Nossos objetivos nesta aula são: 
 
 Formalizar o conceito de objeto em sob o ponto de vista de 
programação 
 Aprender o processo de construção de objetos em Java 
 Aprender o mecanismo de referência a objetos e o processo 
de garbage collection em Java 
 Aprender o conceito de estado de um objeto e sua alteração 
através da invocação de métodos 
 Aprender a diferença entre métodos de acesso e métodos 
modificadores. 
 Conhecer e implementar a estrutura geral de uma classe em 
Java (atributos, construtores e métodos) 
 
 
 
A referência para esta aula é o Capítulo 2 (Utilizando Objetos) e o 
Capítulo 3 (Implementando Classes) do nosso livro-texto: 
 
Horstmann, C. Conceitos de Computação com Java. 5.ed. Porto 
Alegre: Bookman, 2009. 
 
Não deixem de estudar este capítulo antes e após a aula de hoje! 
 
Para acessar a versão eletrônica deste livro: 
 Acesse o link da Biblioteca Virtual MINHA BIBLIOTECA 
(https://www3.mackenzie.com.br/biblioteca_virtual/index.php?tipoBiblio=minhabiblioteca&flashObg=n) 
 Faça o login conforme as instruções apresentadas na tela. 
 Faça a busca fornecendo os dados do livro. 
 
 
 
OBJETOS E MÉTODOS 
 
 Um objeto é uma entidade que você pode manipular no seu programa. Normalmente, não 
sabemos como um objeto é organizado internamente, mas ele tem um comportamento 
bem-definido e é isto que importa quando o utilizamos. Abaixo, temos a representação de 
dois objetos construídos a partir da classe String: 
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 Os objetos foram construídos conforme trecho de código abaixo: 
 
String greeting = “Hello, World!”; 
int n = greeting.length(); // tamanho da string 
String river= “Mississippi”; 
String bigRiver = river.toUpperCase(); // converte os caracteres para maiúsculos 
 
 A manipulação de objetos é feita através da invocação de seus métodos. Um método é 
uma sequência de instruções que pode acessar os dados internos de um objeto. No 
exemplo acima, temos dois métodos que podem ser invocados: length() e toUpperCase(). 
Podemos invocar esses métodos porque eles pertencem à interface pública da classe 
String. A interface pública de uma classe especifica o que você pode fazer com os objetos 
dela. 
 
 Objetos são construídos a partir de classes. No exemplo anterior, dizemos que greeting é 
um objeto da classe String. 
 
 Uma classe define os métodos que você pode aplicar aos objetos dela, podemos invocar os 
métodos length() e toUpperCase() porque eles pertencem à interface pública da classe 
String. A interface pública de uma classe especifica o que você pode fazer com os objetos 
dela. 
 
EXERCÍCIO TUTORIADO 
Identifique, no trecho de código abaixo, os objetos, as classes e os dois métodos que estão 
sendo invocados: 
 
String greeting = “Hello, World!”; 
System.out.println (greeting); 
int n = greeting.length(); 
System.out.print (n); 
 
 
 
 
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PARÂMETROS DE MÉTODOS E VALORES DE RETORNO 
 
 Os métodos que podemos utilizar em um objeto podem ter parâmetros e retornos. Um 
parâmetro funciona como uma entrada para um método, enquanto que o retorno é a 
saída do método, ou seja, é o resultado que o método calculou para uso no código que o 
invocou. 
 
 Podemos saber quais são os parâmetros e os retornos de um método observando a sua 
definição dentro da classe. Por exemplo, a classe String define o método length() como: 
public int length() 
 
que não possui nenhum parâmetro de entrada, mas tem um retorno do tipo int. 
 
 Por exemplo, na chamada System.out.println(“Hello, World”); temos a string “Hello World” 
funcionando com um parâmetro para o método println do objeto System.out. 
 
 A string “Hello, World” é um parâmetro explícito do método println. O objeto em que você 
invoca o método também é considerado um parâmetro da chamada do método e, é 
denominado parâmetro implícito. Assim, System.out é o parâmetro implícito da chamada 
do método println. 
 
 Portanto, o parâmetro implícito de uma chamada de método é o objeto em que o método 
é invocado. 
 
 Já, na invocação int n=greeting.length(); da página anterior, não temos parâmetro explícito 
na invocação, mas temos um valor de retorno (int) e o parâmetro implícito greeting. 
 
 
 
 O retorno de invocação de um método pode ser utilizado como parâmetro para invocação 
de um outro método, como no exemplo System.out.println(greeting.length()); 
 
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EXERCÍCIO TUTORIADO 
 
Quais são os parâmetros implícitos, os parâmetros explícitos e os valores de retorno na 
chamada do método river.length() e como o método toUpperCase é definido na classe String? 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONSTRUÇÃO DE OBJETOS 
 
 O processo de criação de um objeto a partir de sua classe é chamado instanciação. Assim, 
é comum dizermos que um objeto é uma instância de uma classe. 
 
 No processo de instanciação, alocamos espaço em memória para o objeto com o operador 
new e inicializamos este espaço de memória com os parâmetros passados ao processo de 
instanciação. A sintaxe do processo de instanciação em Java é mostrada abaixo: 
 
NomeDaClasse objeto = new NomeDaClasse(parâmetros); 
 Exemplos: 
 String s = new String (“Maria”) ; // ou, abreviadamente, String s=”Maria”; 
 
 Observe, em particular, que pode haver mais de uma maneira de se construir um objeto. 
 
 É importante observar, também, que o operador new não aparece sozinho. Ele necessita 
de um método especial especificado pela classe chamado construtor. O construtor, em 
Java e em várias outras linguagens orientadas a objetos, deve sempre ter o mesmo nome 
da classe. 
 
 Uma mesma classe pode definir vários construtores diferentes, por exemplo da classe 
String: 
 
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String () Constrói uma string vazia, isto é, sem caracteres. 
 
String (byte[] bytes) Constrói uma string a partir de um vetor de bytes. 
 
String (char[] value) Constrói uma string a partir de um vetor de caracteres. 
 
String (String original) Constrói uma string a partir outra string. 
 
String (StringBuffer buffer) Constrói uma string a partir de um StringBuffer. 
 
String (StringBuilder builder) Constrói uma string a partir de um StringBuilder. 
 
 
 
EXERCÍCIO COM DISCUSSÃO EM DUPLAS 
 
As classes e métodos da biblioteca de classes da linguagem Java estão definidos na 
documentação da API (Application Programming Interface) Java. A documentação da API da 
versão 8 da linguagem Java pode ser encontrada em: 
 
http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/ 
 
Desta documentação, vamos considerar a classe Rectangle mostrada parcialmente abaixo: 
 
 
 
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É muito importante que você entenda essa distinção. No computador, um objeto Rectangle é 
um bloco de memória que armazena quatro números, por exemplo, x = 5, y = 10, largura = 20, 
altura = 30. Na imaginação do programador que usa um objeto Rectangle, esse objeto descreve 
uma figura geométrica. 
 
A partir desta documentação, construa um retângulo chamado box que tenha canto superior 
esquerdo na coordenada (5,10), comprimento 20 e altura 30. 
 
Agora, com base na documentação do método translate() da classe Rectangle, faça uma 
translação do retângulo criado no exercício anterior de 15 pixels para a direita no eixo X e 25 
pixels para baixo no eixo Y. 
Diga também quais são os parâmetros implícitos e explícitos do método bem como o valor de 
retorno. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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MÉTODOS DE ACESSO E MODIFICADORES 
 
Um método que acessa um objeto e retorna algumas informaçõessobre ele, sem alterá-lo, é 
chamado de método de acesso. Já um método cujo propósito é modificar o estado de um 
objeto é chamado de método modificador. 
Por exemplo, o método length() da classe String é um método de acesso, ele retorna 
informações sobre uma String, a saber, o seu comprimento, mas ele não modifica a String ao 
contar os caracteres. 
Outro exemplo, a classe Rectangle tem alguns métodos de acesso, getX(), getY(), getWidth() e 
getHeight(). 
O método translate() da classe Rectangle é um método modificador porque altera o objeto 
parâmetro implícito. 
 
 
REFERÊNCIAS A OBJETOS E GARBAGE COLLECTOR 
 
 Em Java, uma variável cujo tipo é uma classe, na verdade não contém um objeto. Ela 
contém meramente a posição de um objeto na memória. O objeto em si é armazenado em 
uma outra parte. 
 No nosso último Exercício Tutoriado, criamos um objeto da classe Retângulo com o seguinte 
código: 
Rectangle box = new Rectangle(5,10,20,30); 
 Eis o que acontece em detalhe: 
o O operador new cria um objeto Rectangle. 
o Usa os parâmetros (nesse caso,5,10,20 e 30)para inicializar os dados do objeto. 
o Retorna o objeto. 
 Mais profundamente, o operador new retorna o endereço de memória, chamado 
referência, dentro da JVM (Java Virtual Machine) onde foi alocado o objeto. Este endereço 
é armazenado dentro da variável que nomeamos o objeto. No exemplo acima, box. 
 
 
 Assim, o acesso ao objeto criado é feito de forma indireta via o endereço (referência) 
armazenado na variável que nomeia o objeto. Isto é também conhecido, em outras 
linguagens, como ponteiro (ou pointer). Ponteiros são alocados dentro uma região especial 
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de memória chamada HEAP e o processo de alocação de memória nesta região é chamada 
alocação dinâmica. 
 
 Se apenas definirmos o objeto, mas não o alocarmos, o valor da referência é null. Por 
exemplo, na declaração 
Rectangle r; 
r terá valor inicial igual a null; 
 Um mesmo objeto criado por ser referenciado por mais de uma variável. Por exemplo: 
Rectangle box = new Rectangle(5,10,20,30); 
Rectangle box2 = box; 
 
Neste caso, inicialmente criamos um objeto e o referenciamos com a variável box. Em 
seguida, indicamos que box2 (que também é um Rectangle) possui a mesma referência que 
box, ou seja, as duas variáveis “apontam” para o mesmo endereço de memória. 
 
 
 Para que um objeto continue alocado na memória, ele precisa ter, pelo menos, uma 
variável que o referencie. Objetos que não possuem referência são considerados lixo 
(garbage) de memória e, de tempos em tempos, são desalocados de memória em Java pelo 
coletor de lixo (Garbage Collector). Este processo é automático. 
 
 Agora, como o Garbage Collector sabe quais espaços ele pode desalocar de memória ? Por 
exemplo, vamos considerar a seguinte sequência de criação de objetos da classe Rectangle: 
 
Rectangle box = new Rectangle(5,10,20,30); 
 
Neste instante, temos a seguinte configuração de memória: 
 
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Se, em seguida, criarmos um novo objeto da classe Rectangle 
 
box = new Rectangle(17,20,60,80); 
 
teremos uma nova configuração de memória 
 
e sem mais nenhuma referência para o primeiro objeto criado. Objetos que não possuem 
nenhuma referência são àqueles candidatos a serem desalocados de memória pelo 
Garbage Collector. 
 
 
ESTRUTURA GERAL DE UMA CLASSE 
 Uma classe descreve um conjunto de objetos que têm os mesmos atributos e 
comportamentos. Toda classe precisa ter um nome, um conjunto de atributos (ou 
campos), construtores e métodos. Em Java, todos estes elementos são organizados da 
seguinte forma: 
 
EspecificadorDeAcesso class NomeDaClasse 
{ 
 atributos; 
 //definição de construtores... 
 EspecificadorDeAcesso NomeDaClasse( 
 tipoDeParâmetro nomeDoParâmetro, . . . .) 
 { 
 corpo do construtor 
 } 
 // métodos... 
 EspecificadorDeAcesso tipoDeRetorno nomeDoMétodo( 
 T ipoDeParâmetro nomeDoParâmetro, . . . .) 
 { 
 corpo do método 
 } 
 //outros métodos e construtores ..... 
} 
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 Com esta estrutura, dizemos que os atributos, construtores e métodos estão encapsulados 
em uma só estrutura chamada classe. 
 
 Por convenção, em Java, escrevemos os nomes de classe sempre capitalizados (com a 
primeira letra sempre em maiúsculas) e atributos, construtores e métodos sempre 
iniciando com letras minúsculas. 
 
 
EXERCÍCIO TUTORIADO 
Suponha que teremos que desenvolver um sistema de computação gráfica e queremos 
começar modelando uma coordenada (x,y) , ou seja um ponto na tela. Considerando isso 
temos as seguintes questões: 
 
 Como representar um ponto em sistema orientados a objetos? 
 Que informações precisamos armazenar? 
 Como testar nossa implementação? 
 
 Como estamos desenvolvendo o sistema orientado a objetos, os pontos do sistema de 
computação gráfica devem ser representados por uma classe, basicamente as informações 
que a classe precisa armazenar são coordenadas x e y de um “ponto” na tela, ou seja, x e y 
são atributos da classe Ponto 
 
 Durante a instanciação dos objetos pontos é importante que os atributos sejam 
inicializados. Esse processo deve ser realizado pelo construtor da classe. Um construtor em 
Java deve ser implementado com o mesmo nome da classe. Assim a classe Ponto ficaria 
conforme abaixo: 
 
public class Ponto { 
 int x; 
 int y; 
 public Ponto( int x, int y ){ 
 this.x = x; 
 this.y = y; 
 } 
 public int getX(){ 
 return x; 
 } 
 public int getY(){ 
 return y; 
 } 
} 
 
 Lembrando que: Um construtor NÃO é um método. Algumas pessoas o chamam de um 
método especial, mas definitivamente não é, já que não possui retorno e só é chamado 
durante a construção do objeto, assim teríamos a seguinte classe Ponto. 
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 Para diferenciar, dentro do construtor, as variáveis parâmetro x e y do atributo da classe x 
e y usamos o apontador de auto-referência this para indicar explicitamente o atributo da 
classe. 
 
Agora Implemente a função igual() (método estático) mostrada abaixo, que receba dois pontos 
como parâmetros e devolva true se os pontos são iguais ou false caso contrário. Note que 
implementamos a classe testaPonto para testar a função igual() 
 
public class testaPonto1 { 
 public static void main( String args[] ){ 
 Ponto ponto1 = new Ponto(10, 10); 
 Ponto ponto2 = new Ponto(10, -10); 
 
 System.out.println(igual(ponto1, ponto2));// saida esperada false 
 } 
 public static boolean igual(Ponto p1, Ponto p2){ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 } 
} 
Reescreva a classe Ponto para que função igual() se torne um método da classe Ponto. 
 
public boolean igual(Ponto p){ 
 
 
 
 
 
 
 } 
 
public class testaPonto2 { 
 public static void main( String args[] ){ 
 
 
} 
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Considerando a classe implemente também o método distancia() que calcula e retorna a 
distância entre dois objetos do tipo Ponto e o método transladar() que translada um objeto 
ponto. 
Para cada um dos métodos implemente uma classe para uma classe para testar a 
implementação do seu método. 
 
public double distancia( Ponto p ){ 
 .... 
 
 
 
 
 
 
 } 
public class testaPonto3 { 
 public static void main( String args[] ){ 
 
 
 
 
 
 
 public void transladar( int dx, int dy ){ 
 .... 
 
 
 
 
 
 
 
 } 
public class testaPonto4{ 
 public static void main( String args[] ){ 
 
 
 
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ATIVIDADE DE LABORATÓRIO 
Gerenciamento do saldo de uma conta bancária 
Desenvolva um programa em Java para gerenciar o saldo de uma conta bancária. Neste 
exercício, considere somente a parte inteira dosaldo, sem o número de centavos. Os seus 
métodos ainda são estáticos. 
Ao executar o programa, o valor do saldo deverá ser inicializado com o valor zero (R$ 0) e o seu 
programa deverá apresentar o seguinte menu inicial: 
MENU INICIAL: 
(1) Consultar o saldo 
(2) Sacar 
(3) Depositar 
(4) Sair 
Escolha uma opção: _ 
Se o usuário escolher as opções de 1 a 3, o programa deverá executar a operação solicitada e 
voltar a apresentar o menu inicial. O programa deverá ser finalizado somente se o usuário 
escolher a opção 4. Se o usuário digitar uma opção diferente das opções oferecidas, o programa 
deverá apresentar a mensagem: 
Opção inválida! 
e voltar a apresentar o menu inicial. 
Consultar o saldo 
Se o usuário escolher a opção 1, o seu programa deverá informar o saldo imprimindo na tela 
uma mensagem no seguinte formato: 
Saldo atual: R$ <xxx> 
onde <xxx> é o valor do saldo. 
Sacar 
Se o usuário escolher a opção 2, o seu programa deverá solicitar o valor do saque: 
Digite o valor a ser sacado (em R$): _ 
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Caso o usuário digite um valor que exceda o saldo, o programa deverá apresentar na tela a 
mensagem: 
Valor de saque inválido! O seu saldo atual é de R$ <xxx>. 
e voltar a solicitar o valor do saque. 
Quando o usuário digitar um valor de saque válido, seu programa deverá debitar este valor do 
saldo e apresentar a mensagem: 
Saque de R$ <yyy> efetuado com sucesso! 
onde <yyy> é o valor do saque. 
Depositar 
Se o usuário escolher a opção 3, o seu programa deverá solicitar o valor do depósito: 
Digite o valor a ser depositado (em R$): _ 
Após o usuário digitar o valor do depósito, seu programa deverá acrescente este valor ao saldo 
e apresentar a mensagem: 
Depósito de R$ <zzz> efetuado com sucesso! 
onde <zzz> é o valor do saque. 
Sair 
Se o usuário escolher a opção 4, o seu programa deverá apresentar a mensagem: 
Fim do programa! 
e finalizar a execução. 
 
Pense sobre transformar esse programa em que trabalhe com objetos e métodos NÃO estáticos, 
responda: 
1. Sugira o nome de uma classe que poderíamos desenvolver para gerar uma versão 
orientada a objetos deste programa. 
2. Qual seria o atributo desta classe? 
3. Quais seriam os nomes, parâmetros e tipos de retorno dos métodos desta classe? 
4. Reescreva o programa anterior em uma versão orientada a objetos. 
 
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EXERCÍCIOS EXTRA-CLASSE 
 
1. Explique a diferença entre um objeto e uma referência a objeto. 
2. Explique a diferença entre um objeto e uma variável de objeto. 
3. Explique a diferença entre um objeto e uma classe. 
 
4. Forneça o código Java para construir os seguintes objetos: 
a. Um retângulo de centro (100,100) e todos os comprimentos de lado iguais a 50; 
b. Uma string “Hello, Alunos!” 
Crie objetos e não variáveis de objetos. 
 
5. Encontre os erros nos trechos de código abaixo: 
a. Rectangle r = (5,10,15,20); 
b. double width = Rectangle(5,10,15,20).getWidht(); 
c. Rectangle r; 
r.translate(10,20); 
d. r=new Rectangle(); 
 r.translate(“Muito longe”); 
 
6. Explique a diferença entre um construtor e um método. 
7. Explique a diferença entre 
 new Rectangle (5,10,15,20); 
e 
 Rectangle r = new Rectangle (5,10,15,20); 
 
8. Como você constrói um quadrado com centro (100, 100) e comprimento de lado 20? 
 
9. O que a instrução seguinte imprime? System.out.println(new Rectangle().getWidth()); 
 
10. Suponha que agora precisamos representar um retângulo em POO, ou seja, um polígono 
cujos lados formam ângulos retos entre si e que, com os seus conhecimentos em geometria 
e POO, defina os seguintes itens abaixo. 
1. Defina uma classe para representar o retângulo, quais informações são importantes 
armazenar na classe, e como poderia ser o construtor dessa classe. 
2. Implemente métodos para calcular o perímetro e a área do retângulo. 
3. Escreva um método para verificar se dado dois retângulos há uma intersecção entre 
eles. Caso haja é retornado true, ou false caso contrário. 
 
Importante: Para cada um dos itens implemente classes de testes para verificar se sua 
implementação está funcionando corretamente. 
 
 
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DESAFIO (PROBLEMA DE MARATONA DE PROGRAMAÇÃO) 
A FCC (Fábrica de Cilindros de Carbono) fabrica vários tipos de cilindros de carbono. A FCC está instalada 
no décimo andar de um prédio, e utiliza os vários elevadores do prédio para transportar os cilindros. Por 
questão de segurança, os cilindros devem ser transportados na posição vertical; como são pesados, no 
máximo dois cilindros podem ser transportados em uma única viagem de elevador. Os elevadores têm 
formato de paralelepípedo e sempre têm altura maior que a altura dos cilindros. Para minimizar o 
número de viagens de elevador para transportar os cilindros, a FCC quer, sempre que possível, colocar 
dois cilindros no elevador. A figura abaixo ilustra, esquematicamente (vista superior), um caso em que 
isto é possível (a), e um caso em que isto não é possível (b): 
 
Como existe uma quantidade muito grande de elevadores e de tipos de cilindros, a FCC quer que você 
escreva um programa que, dadas as dimensões do elevador e dos dois cilindros, determine se é possível 
colocar os dois cilindros no elevador. 
Entrada 
A entrada contém vários casos de teste. A primeira e única linha de cada caso de teste contém quatro 
números inteiros L, C, R1 e R2, separados por espaços em branco, indicando respectivamente a largura 
do elevador (1 ≤ L ≤ 100), o comprimento do elevador (1 ≤ C ≤ 100), e os raios dos cilindros (1 ≤ R1, R2 ≤ 
100). O último caso de teste é seguido por uma linha que contém quatro zeros separados por espaços 
em branco. 
Saída 
Para cada caso de teste, o seu programa deve imprimir uma única linha com um único caractere: ‘S’ se 
for possível colocar os dois cilindros no elevador e ‘N’ caso contrário. 
Exemplo 
 
Entrada: 
11 9 2 3 
7 8 3 2 
10 15 3 7 
8 9 3 2 
0 0 0 0 
Saída: 
S 
N 
N 
S