Interfaces em Java

Prévia do material em texto

1 
 
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 10 
 
 
TEORIA: INTERFACES 
 
 
 
Nossos objetivos nesta aula são: 
 
 Conhecer o conceito de interfaces e as diferenças entre classes 
abstratas e interface, além de implementá-los em Java; 
 Escrever uma interface em Java; 
 Compreender como o recurso de Interface pode reduzir o 
acoplamento entre classes; 
 Conhecer a classe Collections do Java; 
 Conhecer a interface Comparable da API do Java. 
 
 
 
A referência para esta aula é o Capítulo 9 (Interfaces e Polimorfismo) 
e Capítulo 14.18 (Classificação e Pesquisa – Classificação de dados 
reais) do nosso livro-texto: 
 
Horstmann, C. Conceitos de Computação com Java. 5.ed. Porto 
Alegre: Bookman, 2009. 
 
Não deixem de ler estes capítulos após a aula de hoje! 
 
 
 
INTERFACES 
 
 Até este momento, nosso sistema de contas bancárias é controlado apenas por uma única 
classe Bank. Queremos agora, disponibilizar o acesso às contas também através de um caixa 
eletrônico (ATM). 
 
 O caixa eletrônico deverá permitir o acesso às seguintes funcionalidades de uma conta 
bancária: 
 
o consulta de saldo (getBalance) 
o depósitos (deposit) 
o retiradas (withdraw) 
 
2 
 
 O acesso a estas funcionalidades num caixa eletrônico deverá ser feito da mesma maneira 
que num banco, através de uma interface comum. 
 
 Uma interface define um contrato público que deve ser seguido por todas as classes que a 
implementem. Neste contrato, especificamos as assinaturas dos métodos que vem ser 
seguidos pelas classes, além de possíveis constantes compartilhadas por elas. 
 
 Uma interface permite reduzir o nível de acoplamento entre classes, uma vez que não 
dependemos de herança ou associações para ficarmos de acordo com um mesmo contrato. 
 
 Para definirmos uma interface em Java, utilizamos a palavra reservada interface. No 
exemplo abaixo, temos uma interface para as funcionalidades de contas bancárias que 
definimos antes: 
 
public interface BankAccountOperation { 
 
 public double getBalance(int accountNumber); 
 // saldo de uma determinada conta 
 public void deposit(int accountNumber,double value); 
 // depósito em uma determinada conta 
 public void withdraw(int accountNumber,double value); 
 // retirada de uma determinada conta 
} 
 
 Para implementarmos uma interface, utilizamos a palavra implements (como no exemplo 
da classe Bank, abaixo). Uma mesma classe pode Java pode implementar várias interfaces. 
 
class Bank 
 implements BankAccountOperation { 
 
 ... 
} 
 
 Uma vez que uma classe declare implementar uma interface, ela precisa implementar 
todos os métodos desta interface. 
 
 
EXERCÍCIO TUTORIADO 
 
Implemente a interface BankAccountOperation na classe Bank: 
 
class Bank 
 implements BankAccountOperation { 
 
 
 
 
} 
3 
 
 Vamos, agora, à implementação da classe que irá representar o nosso caixa eletrônico 
(ATM). ATM também deverá implementar a interface BankAccountOperation e acessar um 
determinado banco para efetivar as operações. Além disto, todas as operações realizadas 
num caixa eletrônico terão uma taxa fixa, cujo valor deverá ser retirado do saldo no 
momento da operação. 
 
 
EXERCÍCIO TUTORIADO 
 
Implemente a classe ATM, cuja estrutura básica é mostrada abaixo: 
 
class ATM 
 implements BankAccountOperation { 
 
 private Bank b; // banco vinculado ao caixa eletrônico 
 private double fee; // taxa cobrada pela uso do caixa eletrônico 
 
 public ATM (Bank b, double fee) {. .. } 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
} 
 
 
4 
 
MÉTODOS GENÉRICOS 
 
 Observe que, tanto a classe Bank quanto a classe ATM, implementam a mesma interface, 
porém de maneira distinta. 
 
 Além de permitir a redução do acoplamento entre classes, interfaces também permitem 
definir métodos genéricos. Por exemplo: 
 
static double doGetBalance (BankAccountOperation bao, int accountNumber){ 
 
 return bao.getBalance (accountNumber); 
} 
 
 
 Quando criamos uma variável do tipo BankAccountOperation, estamos criando uma 
referência para qualquer objeto de uma classe que implementa BankAccountOperation, 
direta ou indiretamente. 
 
 Não sabemos previamente que o objeto bao está apontando exatamente, isto fornece 
flexibilidade. 
 
 Permite que utilizemos tanto objeto do tipo Bank quanto ATM como parâmetros para o 
objeto bao, uma vez que implementamos a mesma interface BankAccountOperation nas 
duas classes. 
 
 Assim, podemos fazer: 
 
 
Bank b = new Bank(...); 
ATM atm = new ATM(...); 
System.out.println(doGetBalance(b,100)); 
System.out.println(doGetBalance(atm,100)); 
 
 
 Lembrar que a interface define o que todos os objetos vão realizar, no caso, uma operação 
bancária de saque, depósito e verificação de saldo (o que ele faz), enquanto a 
implementação define como exatamente será feito (como ele faz). 
 
 A maneira como os objetos se comunicam em um sistema orientado a objetos é mais 
importante do que como eles executam. O que um objeto faz é mais importante do que 
como ele faz. Seguir essa orientação, faz com que os sistemas sejam fáceis de manter e de 
modificar. 
 
 
5 
 
EXERCÍCIO TUTORIADO 
 
Crie uma interface na Linguagem Java para representar forma geométrica. Por padrão, para 
qualquer forma geométrica, tem uma fórmula matemática para calcular a sua área. Leve isso 
em consideração na hora de criar a sua interface. 
Após isso, crie as classes: Circulo e Retangulo. Todas essas classes devem implementar a 
interface da forma geométrica. 
Para tanto, considere que: 
– Retângulo: area = largura * altura 
– Círculo: area = ∏ * raio * raio 
 
 
 
6 
 
MÉTODOS ABSTRATOS x INTERFACES 
 
 Se observamos o que estudamos até agora, veremos que temos duas maneiras de definir 
somente a assinatura de um método: 
 
o métodos abstratos 
o interfaces 
 
 Porém, a implementação destas duas assinaturas ocorre de maneira distinta: 
 
o métodos abstratos: precisamos estender a classe que contém o método abstrato, 
ou seja, dependemos de uma herança para que isto possa ser feito. Isto, além de 
aumentar o acoplamento entre classes, ainda impõe o fato de que vamos herdar 
parte (ou o todo) de uma hierarquia de classes. 
 
o interfaces: implementamos um método independente de uma hierarquia de classes. 
Isto permite reduzir o nível de acoplamento entre classes, uma vez que não 
dependemos de uma herança para que o método seja implementado. 
 
 
 Quando usar métodos abstratos e interfaces ? Depende do nível exigido de acoplamento 
entre classes e do que você quer reutilizar nas implementações. Se o seu objetivo é reduzir 
acoplamento, interfaces são uma boa opção. Por outro lado, se o seu objetivo é maximizar 
reuso, métodos abstratos podem ser a melhor opção. 
 
INTRODUÇÃO AO JAVA COLLECTIONS 
 
 A classe ArrayList, utilizada em implementações na nossa disciplina, faz parte de um 
framework chamado Java Collections, cuja finalidade é disponibilizar classes genéricas para 
estruturas de dados. 
 
 Grande parte das classes do framework Java Collections é formada por classes genéricas e, 
suas classes e interfaces principais, são mostradas na figura seguinte. 
 
 Podemos definir coleção como a representação de um grupo de objetos. No entanto, as 
coleções são implementações, como temos visto, que geralmente encapsulam arrays, 
oferecendo: 
o Buscao Inserção 
o Redimensionamento dinâmico 
o remoção de elementos 
o ordenação 
7 
 
 Uma das vantagens de se utilizar coleções ou collections é o fato de não ser necessário 
implementar métodos de ordenação, busca, redimensionamento e etc 
 As principais interfaces do Java Collections são: Listas (List), Conjuntos (Set) e Mapeamento 
(Map) 
 https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Collections.html 
 
 
 A API de Collections traz a interface java.util.List, que significa o que uma classe deve ser 
capaz de fazer para ser uma lista. 
 A interface List define uma coleção ordenada, também conhecida como sequência, em que 
podemos controlar a posição em que os elementos são inseridos. Desse modo, é possível 
acessá-los através de um índice inteiro (posição na lista). Normalmente as classes que 
implementam esta interface permitem elementos duplicados e elementos null. 
 
8 
 
A INTERFACE COMPARABLE 
 
 A interface List é utilizada para armazenar objetos de mesma classe. Esses objetos são 
armazenados de acordo com a ordem de inclusão. Podemos armazenar valores nulos e 
objetos duplicados. 
 
 Apesar da estrutura manter os dados de acordo com a ordem de inclusão, é possível 
ordenar os objetos armazenados em um List usando uma "ordem natural". Contudo, é 
necessário definir a "ordem natural“. 
 
 Para isso, a classe a ser armazenada na List precisa implementar a interface Comparable 
juntamente com seu método compareTo(). Vamos utilizar o método estático sort() da 
classe utilitária Collections para fazer a ordenação dos objetos armazenados na List. Para 
ordenar uma lista de objetos, devemos executar o método estático 
Collections.sort(List). 
 
 A interface Comparable (java.lang.Comparable) é implementada por classes que são 
ordenáveis, ou seja, que podem ser automaticamente ordenadas por coleções ou outras 
classes. 
 
 A interface Comparable obriga com que a classe implemente o método compareTo(). Esse 
método contém a regra (ordem natural) de ordenação, que define a precedência dos 
objetos das instâncias da classe que a implementa. A assinatura do método: 
int compareTo(Object object) 
 Exemplo: 
o A classe String é um exemplo de classe que implementa a interface Comparable. Sua 
implementação do método compareTo() faz a análise caracter a caracter para 
definição da ordenação de Strings. 
o Pelo conceito de "ordem natural" da String, a instância "Bruno de Almeida" estaria 
localizada antes da instância "Cesar Gomes", pois a letra 'B' antecede a letra 'C'. 
 
 Utilizando classes criadas durante a abstração de um objeto do mundo real, nem sempre 
temos um parâmetro adequado para comparar duas instâncias de uma mesma classe. 
 
 Por exemplo: 
o Dada uma classe Funcionário, com os atributos nome, RG e Registro Funcional, qual 
dos parâmetros deve ser utilizado para definir a "ordem natural" do objeto? 
 
9 
 
 O método compareTo() utilizado para comparar a instância atual com qualquer outra 
instância da mesma classe retornar os seguintes valores: 
o -1 (ou um número negativo qualquer): deve retornar esse valor se o objeto estiver 
"antes" daquele passado como parâmetro 
o 0: deve retornar esse valor se os objetos forem iguais 
o 1 (ou um número positivo qualquer): deve retornar esse valor se o objeto estiver 
"depois" daquele passado como parâmetro 
 
EXERCÍCIO TUTORIADO 
 
Considere uma classe Aluno possui dois atributos: nome e tia. A ordem natural dos objetos 
desta classe foi definida da seguinte forma: 
o Primeiramente os objetos serão ordenados pelo atributo "nome" seguindo a ordem 
alfabética 
o Em caso de empate (nomes iguais) será utilizado o "tia" como segundo critério para 
desempate 
Implemente a classe Aluno e uma classe Principal para testar a classe Aluno. 
 
 
 
10 
 
ATIVIDADES DE LABORATÓRIO 
 
1. A nossa classe ATM, implementada em aula, estava vinculada somente a um banco. Nesta 
primeira parte da atividade, vamos permitir que um mesmo caixa eletrônico esteja 
vinculado a diversos bancos. Para isto: 
a. Refatore a implementação da classe Bank para ele tenha um identificador numérico 
(int) e um nome. Por exemplo: 1 – Banco do Brasil 
b. Refatore a interface BankAccountOperation para que as operações bancárias 
recebam a identificação numérica do banco 
c. Refatore a implementação de Bank para se ajustar a nova interface 
BankAccountOperation 
d. Refatore a implementação de ATM para que armazene uma coleção de bancos 
possíveis para realizar as operações e implemente a nova interface 
BankAccountOperation. A inicialização da coleção de bancos possíveis deve ser 
realizada através da leitura de um arquivo com o seguinte formato: 
 
Número de Bancos 
Identificador numérico Banco 1 # Nome do Banco 1 
Identificador numérico Banco 2 # Nome do Banco 2 
... 
Identificador numérico Banco N # Nome do Banco N 
 
1. Ordene esta nova coleção em ordem crescente de saldo. Porém, você deve usar o método 
sort() da Collections. Para isso sua classe Bank deve implementar a interface Comparable. 
 
2. Finalmente, implemente uma classe User que disponibilize métodos sobrecarregados 
estáticos void doOperation(BankAccountOperation bao, byte type,... ), que recebam uma 
implementação da interface BankAccountOperation, um tipo de operação (0 – saldo, 1 – 
depósito e 2 – saque) e demais informações necessárias à operação (número da conta, 
identificador do banco, valor, etc), realizando-a em seguida. Caso ocorra uma exceção, a 
classe User deve tratar a exceção, informando que a operação não foi realizada. 
 
Junto com as implementações acima, entregue as classes de teste que guiaram as suas 
implementações via TDD. 
 
 
 
11 
 
EXERCÍCIOS EXTRA-CLASSE 
 
1. Implemente uma interface chamada OperationLog e que possua um método com a 
assinatura abaixo: 
 
public void log(String fileName, Date d, int bankID, String bankName, String opType, int 
accountNumber, double value); 
 
Esta operação deverá armazenar, no final do arquivo de nome fileName, cada operação 
realizada numa linha, conforme abaixo: 
 
DatadaOperação # IdentificadordoBanco # NomedoBanco # NomedaOperação # Númeroda 
conta # Valordaoperação 
 
No caso de consulta de saldo, o valor da operação deverá ser 0. 
 
2. Refatore as classes Bank e ATM para que implementem a interface acima, além da interface 
BankAccountOperation.